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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS AGRÍCOLAS
CARRERA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA
INFLUENCIA DE LA ESCARIFICACIÓN SECA SOBRE EL CONTENIDO PROTEÍNICO TOTAL EN DOS VARIEDADES DE QUINUA (Chenopodium
quinoa W.)
TESIS DE GRADO PREVIA A LA OBTENCIÒN DEL TÍTULO DE INGENIERA AGRÓNOMA
LORENA VANESSA HIDALGO PINEDA
TUTOR: ING. AGR. NICOLA MASTROCOLA, M. Sc.
QUITO, DICIEMBRE 2016
ii
DEDICATORIA
A Dios, quien me ha dado las fuerzas necesarias para seguir adelante a pesar de todos
los obstáculos que se han presentado.
Dedico este trabajo con infinito cariño a mis adorados padres y querido hermano.
A mi madre por todo el amor y dedicación que ella me ha entregado, a ella le debo
todo lo que soy y lo que llegaré a ser.
A mi padre por su incondicional amor, esfuerzo y sacrificio para sacarme adelante.
A mi hermano Luis Alberto, por haber sido mi mejor amigo y compañero de alegrías y
tristezas, por haberme entregado su amor como un padre, por haber sido para mí un
excelente ejemplo a seguir, le dedico este logro.
iii
AGRADECIMIENTOS
Gracias Dios por no abandonarme y permitirme culminar con esta grandiosa meta, por
haberme dado la salud y la vida.
A mí querida Facultad por haberme dado la oportunidad de estudiar en esta digna
institución.
A mis queridos maestros por formarme como una profesional de bien, por guiarme con
esmero, sabiduría y paciencia.
A mi tutor Ing. Nicola Mastrocola por el tiempo, dedicación y por compartir sus
valiosos conocimientos en el aula y durante el desarrollo de mi investigación.
A la Dra. Elena Villacres quien fue clave para la culminación de esta etapa, por su
paciencia y ayuda.
A mis padres por todo el amor y el apoyo incondicional que supieron brindarme, por
ustedes estoy cumpliendo una de mis metas y voy en busca de más, todo por y para
ustedes.
A mi hermano, en donde quiera que estés, tú has sido mi fortaleza, por tí sigo adelante
día a día, mi adorado hermano es por tí que ahora he llegado hasta donde me
encuentro, te estoy agradecida infinitamente, he cumplido una de las promesas que te
hice, te amo hermano.
A René por todo el apoyo, por encontrarse conmigo en los buenos y malos momentos.
A Cynthia, Carlos y Andrea por haber sido para mí más que amigos unos hermanos, por
sus consejos y sermones, por su apoyo y cariño.
A Laurita, Leslie, Cristian, Eduardo y Carmen por brindarme su amistad, por haber
compartido momentos grandiosos a mi lado en el transcurso de esta etapa, han dejado
una huella en mi corazón.
AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL
Yo, LORENA VANESSA HIDALGO PINEDA, en calidad de autora del trabajo de
investigación o tesis realizada sobre: INFLUENCIA DE LA ESCARIFICACIÓN SECA
SOBRE EL CONTENIDO PROTEÍNICO TOTAL EN DOS VARIEDADES DE QUINUA
(Chenopodíum quinoa W.), por la presente autorizo a la UNIVERSIDAD CENTRAL DEL
ECUADOR, hacer uso de todos los contenidos que me pertenecen o de parte de los que
contiene esta obra, con fines estrictamente académicos o de investigación.
Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presente
autorización, seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los
artículos 5, 6, 8, 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su
Reglamento.
Quito, 20 de Diciembre del 2016
LORENA VANESSA HIDALGO PINEDA
C.1.1724992480
IV
CERTIFICACIÓN
En calidad de tutor del trabajo de graduación cuyo título es: INFLUENCIA DE LA
ESCARIFICACIÓN SECA SOBRE EL CONTENIDO PROTEÍNICO TOTAL EN DOS
VARIEDADES DE QUINUA (Chenopodium quinoa W.), presentado por la señorita
LORENA VANESSA HIDALGO PINEDA, previo a la obtención del Título de Ingeniera
Agrónoma, considero que el proyecto reúne los requisitos necesarios.
Quito, 12 de Diciembre del 2016
Ing. Agr. Nicola Mastrocola, M.Sc.
TUTOR
Tumbaco, 12 de Diciembre del 2016
IngenieroCarlos Alberto Ortega, M.Sc.DIRECTOR DE CARRERA DE INGENIERÍA AGRONÓMICAPresente
Señor Director:
Luego de las revisiones técnicas realizadas por mi persona en el trabajo de graduación
INFLUENCIA DE LA ESCARIFICACIÓN SECA SOBRE EL CONTENIDO PROTEÍNICO TOTAL
EN DOS VARIEDADES DE QUINUA (Chenopodium quinoa W.), llevado a cabo por la
señorita LORENA VANESSA HIDALGO PINEDA, de la Carrera Ingeniería Agronómica, ha
concluido de manera exitosa, consecuentemente el indicado estudiante podrá
continuar con los trámites de graduación correspondientes de acuerdo a lo que
estipula las normativas y disposiciones legales.
Por la atención que se digne dar a la presente, reitero mi agradecimiento.
Atentamente,
Ing. Agr. Nicola Mastrocola, M.Sc.
TUTOR
vi
INFLUENCIA DE LA ESCARIFICACIÓN SECA SOBRE EL CONTENIDO
PROTEÍNICO TOTAL EN DOS VARIEDADES DE QUINUA (Chenopodium quinoa
W.)".
APROBADO POR:
Ing. Agr. Nicola Mastrocola, M.Sc.
TUTOR
Lie. Diego Salazar, Mag.
PRESIDENTE DEL TRIBUNAL
Ing. Agr. Carlos Montúfar, M.Sc.
PRIMER VOCAL DEL TRIBUNAL
Ing. Agr. Darío Cepeda, M.Sc.
SEGUNDO VOCAL DEL TRIBUNAL
2016
Vil
viii
CONTENIDO CAPÍTULO PÁGINAS
1. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 1
2. REVISIÓN DE LITERATURA ........................................................................................ 3
2.1. Origen ............................................................................................................................... 3
2.2. Clasificación taxonómica .................................................................................................. 3
2.3. Descripción botánica y agronómica ................................................................................. 3
2.4. Antecedentes de la quinua en Ecuador............................................................................ 5
2.5. Producción de quinua en Ecuador ................................................................................... 5
2.6. Sistemas de producción de quinua .................................................................................. 6
2.7. Morfología del grano de quinua ....................................................................................... 6
2.8. Composición química ....................................................................................................... 7
2.8.1. Contenido de proteína ..................................................................................................... 7
2.8.2. Factores antinutricionales ................................................................................................ 8
2.9. Importancia de los granos andinos .................................................................................. 8
2.10. Costo de producción de proteína en tres granos andinos. ............................................ 10
2.11. Variedades de Quinua .................................................................................................... 11
2.11.1. Variedad INIAP Tunkahuan............................................................................................. 11
2.11.2. Variedad INIAP Pata de venado...................................................................................... 13
2.12. Procesamiento ................................................................................................................ 14
2.12.1. Desaponificación ............................................................................................................ 14
2.12.2. Secado ............................................................................................................................ 15
2.12.3. Humedad del grano ........................................................................................................ 15
2.13. Industria ......................................................................................................................... 15
2.14. Principales productos y elaborados de quinua en Ecuador ........................................... 16
3. MATERIALES Y MÉTODOS ....................................................................................... 17
3.1. Ubicación del ensayo ...................................................................................................... 17
3.2. Ubicación geográfica ...................................................................................................... 17
ix
CAPÍTULO PÁGINAS
3.3. Materiales ....................................................................................................................... 17
3.3.1. Material básico ............................................................................................................... 17
3.3.2. Material de laboratorio .................................................................................................. 17
3.3.3. Equipos ........................................................................................................................... 18
3.3.4. Reactivos ........................................................................................................................ 18
3.4. Métodos ......................................................................................................................... 18
3.4.1. Factores en estudio ........................................................................................................ 18
3.4.2. Tratamientos en estudio ................................................................................................ 19
3.5. Análisis estadístico ......................................................................................................... 19
3.5.1. Diseño experimental ...................................................................................................... 19
3.5.2. Análisis de varianza ........................................................................................................ 20
3.5.3. Análisis funcional ............................................................................................................ 20
3.6. Variables y métodos de evaluación ................................................................................ 20
3.6.1. Cantidad de proteína (g) presente en el grano sin escarificar ....................................... 20
3.6.2. Cantidad de proteína (g) perdida durante el proceso de escarificación ........................ 20
3.6.3. Peso del grano de quinua (g) después del proceso de escarificación ............................ 21
3.6.4. Peso del residuo del grano (g) de quinua con saponina ................................................ 21
3.7. Método del manejo de las muestras .............................................................................. 21
3.7.1. Determinación de humedad (%) .................................................................................... 21
3.7.2. Secado de muestras ....................................................................................................... 21
3.7.3. Escarificación .................................................................................................................. 21
3.7.4. Determinación de proteína ............................................................................................ 22
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ..................................................................................... 23
4.1. Peso de grano escarificado (g) de dos variedades de quinua (Chenopodium quinoa W.)
………………………………………………………………………………………………………………………………….23
4.2. Peso del residuo de grano (g) escarificado de dos variedades de quinua (Chenopodium
…………..quinoa W.). ..................................................................................................................... 25
x
CAPÍTULO PÁGINAS
4.3. Cantidad de proteína perdida por kilogramo de grano escarificado en dos variedades
…………..de quinua (Chenopodium quinoa W.) ............................................................................ 27
4.4. Cantidad de proteína por kilogramo de grano escarificado de dos variedades de quinua
(Chenopodium quinoa W.) .............................................................................................. 30
5. CONCLUSIONES...................................................................................................... 32
6. RECOMENDACIONES .............................................................................................. 33
7. RESUMEN .............................................................................................................. 34
SUMMARY ............................................................................................................. 36
8. REFERENCIAS ......................................................................................................... 38
9. ANEXOS ................................................................................................................. 41
xi
ÍNDICE DE ANEXOS
ANEXO PÁG.
1: Variedades en estudio.. ........................................................................................................... 41
2: Manejo de muestras para determinar humedad.. .................................................................. 42
3: Determinación de humedad del grano de quinua.. ................................................................ 43
4: Preparación de muestras para secar.. ..................................................................................... 43
5: Muestras con 10- 12 % de humedad.. .................................................................................... 44
6: Proceso de escarificación seca.. .............................................................................................. 45
7: Protocolo para la determinación de humedad (Método de referencia AOAC: 1996). ........... 48
8: Protocolo para determinación de proteína. (Método de referencia AOAC: 2001.11) ........... 49
xii
ÍNDICE DE CUADROS
CUADRO PÁG.
1: Tabla comparativa de contenido proteico de quinua y un grupo de cereales. ....................... 8
2: Valor alimentario de cuatro especies andinas productores de grano .................................... 9
3: Costos de producción para tres especies de granos andinos, con base sistemas de …..producción convencional en Ecuador, (Adaptado de: Peralta et al., 2012). .......................... 10
4: Características agronómicas de las variedades de quinua INIAP Tunkahuan e INIAP Pata de ……venado. .................................................................................................................................. 11
5: Contenido nutricional de la variedad de quinua INIAP Tunkahuan ..................................... 12
6: Contenido de aminoácidos de la variedad de quinua INIAP Tunkahuan. ............................. 12
7: Contenido de vitaminas de la variedad de quinua INIAP Tunkahuan .................................. 13
8: Calidad nutricional de la variedad INIAP Pata de venado (base seca) .................................. 14
9: Tratamientos a ser evaluados en el estudio de la influencia de la escarificación seca sobre …….el contenido proteico total en dos variedades de quinua (Chenopodium quinoa W.) ........ 19
10: Esquema del análisis de la varianza a utilizarse en la determinación de influencia de la …….escarificación seca sobre el contenido de proteína en dos variedades de quinua …….(Chenopodium quinoa W.). .................................................................................................. 20
11: Coeficiente de variación obtenido en la variable peso del grano escarificado. ................... 23
12: Análisis de varianza para el peso de grano (g) escarificado en el estudio de la “Influencia de …….la escarificación seca sobre el contenido proteínico total en dos variedades de quinua …….(Chenopodium quinoa W.)”. ................................................................................................. 23
13: Coeficiente de variación obtenido en la variable peso del residuo de grano escarificado. . 25
14: Análisis de varianza para el peso del residuo de grano escarificado (g) en el estudio de la …….“Influencia de la escarificación seca sobre el contenido proteínico total en dos variedades …….de quinua (Chenopodium quinoa W.)”. ................................................................................ 25
15: Coeficiente de variación obtenido en la variable cantidad de proteína perdida por …….kilogramo de grano escarificado. ......................................................................................... 27
16: Análisis de varianza para la cantidad de proteína perdida (g) por kilogramo de grano, …….producto de la escarificación en el estudio de la “Influencia de la escarificación seca sobre …….el contenido proteínico total en dos variedades de quinua (Chenopodium quinoa W.)”. ... 27
17: Coeficiente de variación obtenido en la variable cantidad de proteína (g) por kilogramo de …….grano escarificado. ................................................................................................................ 30
18: Análisis de varianza para la cantidad de proteína (g) por kilogramo de grano escarificado en ……el estudio de la “Influencia de la escarificación seca sobre el contenido proteínico total en ……dos variedades de quinua (Chenopodium quinoa W.)”. ........................................................ 30
xiii
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA PÁG.
1: Semilla de quinua entera (izquierda) y corte longitudinal (derecha) ...................................... 6
2: Sección del endospermo mostrando cuerpos proteicos. ......................................................... 7
3: Prueba de significancia (SCHEFFÉ 5%) aplicada a los promedios de peso de grano (g)
…..escarificado en 100 g de muestra de dos variedades de quinua. .......................................... 24
4: Prueba de significancia (SCHEFFÉ 5%) aplicada a los promedios peso de residuo de grano
…..escarificado (g) de dos variedades de quinua. ....................................................................... 26
5: Prueba de significancia (SCHEFFÉ 5%) aplicada a los promedios de las cantidades de proteína
…..perdida (g) por kilogramo de grano escarificado en dos variedades de quinua. .................. 28
6: Regresión lineal aplicada a los promedios de la variable cantidad de proteína perdida por
…..kilogramo de grano a diferentes tiempos de escarificación. ................................................. 29
7: Prueba de significancia (SCHEFFÉ 5%) aplicada a los promedios de las cantidades de proteína ….(g) por kilogramo de grano escarificado en dos variedades de quinua. ................................ 31
xiv
ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS
FOTOGRAFÍA PÁG.
1: Variedad INIAP Tunkahuan ..................................................................................................... 41
2: Variedad INIAP Pata de venado. ............................................................................................. 41
3: Preparación de submuestras de grano ................................................................................... 42
4: Preparación de 3 gramos de submuestra ............................................................................... 42
5: Equipo determinador de humedad de grano. ........................................................................ 43
6: Pesaje de muestras para proceder a secar. ............................................................................ 43
7: Funda de malla con grano de quinua listo para secar. ........................................................... 44
8: Muestra de 1200 gramos de grano al 10% de humedad ........................................................ 44
9: Muestras de la variedad INIAP Tunkahuan e INIAP Pata de venado al 10 % de humedad..... 45
10: Preparación de muestras de 100 gramos para escarificar .................................................... 45
11: Escarificadora 17812-SS. ....................................................................................................... 46
12: Escarificación de muestras de 100 gramos de quinua. ......................................................... 46
13: Muestras de grano escarificado y polvillo resultante de la escarificación. .......................... 47
xv
ÍNDICE DE TABLAS
TABLA PÁG.
1: Clasificación taxonómica de la Quinua. .................................................................................... 3
2: Características morfológicas de la variedad INIAP Tunkahuan. ............................................. 11
3: Características morfológicas y agronómicas de la variedad de quinua INIAP Pata de …..venado… ................................................................................................................................. 13
xvi
INFLUENCIA DE LA ESCARIFICACIÓN SECA SOBRE EL CONTENIDO PROTEÍNICO TOTAL EN DOS VARIEDADES DE QUINUA (Chenopodium quinoa W.).
Autora: Lorena Vanessa Hidalgo Pineda Tutor: Ing. Agr. Nicola Mastrocola, M.Sc.
RESUMEN
A nivel mundial la quinua es de gran importancia en la dieta diaria por su alto valor
nutritivo, destacando la proteína (14-23%). La quinua debe ser procesada
(escarificación) para extraer la saponina, glucósido que confiere un sabor amargo al
grano. El objetivo de la investigación fue evaluar la influencia del proceso de
escarificación seca en el contenido de proteína de quinua. Nuestros hallazgos indicaron
pérdidas de proteína. En cuanto a la variedad INIAP Tunkahuan hubo pérdidas que van
desde 39 g (30 segundos) a 118,25 g (90 segundos) de un total de 177 g de contenido
de proteína en 1 kg de grano, mientras que, en la variedad INIAP Pata de venado se
reportaron promedios desde 49,02g (30 segundos) hasta 115,67g (90 segundos) de un
total de proteína de 153 g contenida en 1 kg de quinua. Esto demuestra que las
pérdidas en el contenido de proteína son proporcionales al tiempo de escarificación.
PALABRAS CLAVE: QUINUA, ESCARIFICACIÓN, SAPONINAS, CONTENIDO PROTEICO
xvii
INFLUENCE OF DRY SCARIFICATION ON THE TOTAL PROTEIN CONTENT OF TWO VARIETIES OF QUINOA (Chenopodium quinoa W.).
Author: Lorena Vanessa Hidalgo Pineda
Mentor: BEng. Nicola Mastrocola, M.Sc.
SUMMARY
Around the world, quinoa is very important in the daily diet due to its nutritional value,
with elevated protein levels (14 – 23 %). Quinoa must be processed (scarification) to
extract the saponin, a glycoside that confers a bitter flavor to the grain. The aim of the
research was to evaluate the influence of the dry scarification process on the protein
content of quinoa. Our finding indicated that there was a loss of protein. Regarding the
”INIAP Tunkahuan” variety, there are losses ranging from 39 g (30 seconds) to 118,25 g
(90 seconds) of a total of 177 g of protein content in 1 Kg of quinoa; while the “INIAP
Pata de venado” variety demonstrated on average losses ranging from 49,02 g (30
seconds) to 115,67 g (90 seconds) of a total of 153 g of protein content in 1 Kg of
quinoa. This shows that the losses in the protein content is proportional to the
scarification time.
KEY WORDS: QUINOA, SCARIFICATION, SAPONINS, PROTEIN CONTENT.
INFLUENCE OF DRY SCARIFICATION ON THE TOTAL PROTEIN CONTENT OF TWOVARIETIES OF QUINOA (Chenopodium quinoa W.).
Author: Lorena Vanessa Hidalgo Pineda
Mentor: BEng. Nicola Mastrocola, M.Sc.
SUMMARY
Around the worid, quinoa ¡s very ¡mportant in the daily diet due to its nutritional valué,
with elevated protein levéis (14 - 23 %). Quinoa must be processed (scarification) to
extract the saponin, a glycoside that confers a bitter flavor to the grain. The aim of the
research was to evalúate the influence of the dry scarification process on the protein
contení of quinoa. Our finding indicated that there was a loss of protein. Regarding the
"INIAP Tunkahuan" variety, there are losses ranging from 39 g (30 seconds) to 118,25 g
(90 seconds) of a total of 177 g of protein content in 1 Kg of quinoa; while the "INIAP
Pata de venado" variety demonstrated on average losses ranging from 49,02 g (30
seconds) to 115,67 g (90 seconds) of a total of 153 g of protein content in 1 Kg of
quinoa. This shows that the losses in the protein content is proportional to the
scarification time.
KEY WORDS: QUINOA, SCARIFICATION, SAPONINS, PROTEIN CONTENT
LENGUATEC
CERTIFÍCATE
I, William A. Swenson IV, bearer of Ecuadorian ID No. 172523112-8, as TranslationsManager of Servicios Profesionales de Idiomas Caleb McLean Cía. Ltda.,LENGUATEC, a qualified translations service provider in Quito, do hereby certify thatI am fluent in both English and Spanish languages and that I have prepared thetranslation of the attached INFLUENCIA DE LA ESCARIFICACIÓN SECASOBRE EL CONTENIDO PROTEÍNICO TOTAL EN DOS VARIEDADES DEQUINUA (Chenopodium quinoa W.)". from the original in the Spanish language tothe best of my knowledge and belief.
IN WITNESS WHEREOF I hereby sign this CERTIFÍCATE on Thursday, December 8,2016.
WILLIAM ARTHUR SWENSON IVC.I. 172523112-8Translations ManagerServicios Profesionales de IdiomasCaleb McLean Cía. Ltda.LENGUATECMobile: 0996484961Tel.: 02 2460 237 ext. 104
o Ser/idos Profesionales /de idionos Caiet .rMcLean Cía. Lu;
Quito - Ecuador
1
1. INTRODUCCIÓN
La quinua por su alta calidad nutricional y la capacidad de soportar condiciones ambientales extremas, ha sido seleccionada como uno de los cultivos destinados a ofrecer seguridad alimentaria en el siglo XXI (Jacobsen & Sherwood, 2002).
La quinua es un pseudocereal cultivado en los Andes Suramericanos desde tiempos ancestrales y se ha difundido especialmente en Bolivia, Perú y Ecuador (Reyes E., 2006). Está adaptada a zonas frías de 3 000 msnm, pudiendo cultivarse también a bajas altitudes sobre el nivel del mar (Agencia Agraria Trujillo, 2015)
La Asociación Latinoamericana de Integración ALADI (2013) afirma que en el Ecuador, la quinua se produce tradicionalmente en la región Sierra. En el 2013 se registró una superficie cultivada de 2 000 ha (ALADI, 2013). En agosto del año 2014, el 92% de la producción de quinua del país se distribuía en las provincias de Carchi, Imbabura, Pichincha, Cotopaxi, y Chimborazo, y el 8% restante entre otras provincias; la provincia del Carchi se caracteriza por ser la que produce mayor cantidad de quinua en el país, seguida de la provincia de Imbabura y de Chimborazo (PRO ECUADOR, 2015).
La quinua se destaca a nivel mundial por su contenido y calidad proteica (Cervilla et al, 2010). Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura - FAO (2011), la quinua es considerada como el único alimento del reino vegetal que provee todos los aminoácidos esenciales. Es considerada por la FAO y la OMS como un alimento único por su altísimo valor nutricional. Por estar libre de gluten puede consumirla la gran parte de la población, incluyendo las personas celíacas (alérgicas al gluten).
El grano de quinua puede ser consumido una vez eliminada la saponina. La saponina es un compuesto localizado en el pericarpio del grano, este le confiere un sabor amargo. En Ecuador, el procesamiento de la quinua se concentra en el lavado y/o escarificado (perlado) del grano para eliminar la saponina (PRO ECUADOR, 2015).
Hace algunos años existía poca demanda de quinua, probablemente por la forma inadecuada de comercialización, al no contar con la tecnología adecuada para desaponificar el grano, este contenía saponina. Al transcurrir los años, a más de tecnificar el proceso de desaponificación del grano de quinua también se han obtenido variedades denominadas “dulces”, las cuales tienen bajo contenido de saponina.
El proceso de desaponificación consiste básicamente en el desprendimiento del epispermo mediante la fricción mecánica de los granos secos sobre una superficie abrasiva (escarificación) y la separación del polvillo resultante, mediante ventilación, a lo que se puede añadir un lavado corto y buen secado. En este proceso se utilizan maquinarias e instalaciones adecuadas que permiten un trabajo rápido y eficiente (Agencia Agraria Trujillo, 2015).
Actualmente el mundo enfrenta una crisis alimentaria; los cultivos andinos son alternativas trascendentales que pueden contribuir a la seguridad alimentaria de los pueblos andinos; dentro de los cultivos andinos la quinua es un cultivo potencial que aporta con valores nutricionales importantes en la dieta diaria, en especial provee una valiosa cantidad de proteína.
2
Las bondades nutritivas y la versatilidad agronómica de la quinua, muestra que es un cultivo con alto potencial para contribuir a la seguridad alimentaria de diversas regiones del planeta, especialmente de aquellos países donde la población no tiene acceso a fuentes de proteína (FAO, 2011).
Por lo tanto, el aprovechamiento al máximo de la valiosa proteína y nutrientes contenidos en los granos de quinua es indispensable, pero debido a que la quinua posee saponinas localizadas en la capa superficial del grano son tóxicas razón por la cual deben ser eliminadas antes del consumo humano (Lozano et al., 2012), debe llevarse a cabo un proceso de desgaste del grano para eliminar la mayor cantidad de saponina. Durante la escarificación la sobreexposición a la fricción con los medios abrasivos para extraer la saponina, dan como resultado pérdidas de embrión disminuyendo el contenido proteico del grano (Veas et al., 2001)
Por tal razón en el presente trabajo de investigación, desarrollado con apoyo del Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIAP), se planteó evaluar diferentes tiempos de duración del proceso de escarificación y humedades del grano de quinua en la eliminación de saponina, para determinar la influencia del proceso de escarificación seca sobre el contenido total de proteína del grano de quinua. También se propuso establecer el tratamiento que implique la mínima pérdida de proteína vegetal en las dos variedades más cultivadas en el país INIAP Tunkahuan e INIAP Pata de venado.
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2. REVISIÓN DE LITERATURA
2.1. Origen
La quinua es un pseudocereal originario de los países andinos, su cultivo ya estaba muy desarrollado antes de la llegada de los españoles (3 000 – 5 000 años A.C.), fue domesticada en tierras que hoy conforman Bolivia, Perú y Ecuador. A pesar de que se introdujeron otros alimentos a éstas tierras, la quinua no ha dejado de formar parte de la cultura andina (SICA, 2001).
2.2. Clasificación taxonómica
La clasificación taxonómica de la quinua se presenta en la tabla:
Tabla 1: Clasificación taxonómica de la Quinua.
Reino: Plantae
División: Fanerógama
Clase: Dicotiledónea
Subclase: Angiosperma
Orden: Centropermales
Familia: Chenopodiaceae
Género: Chenopodium
Sección: Chenopodia
Subsección: Cellulata
Especie: Chenopodium quinua Willdenow
Fuente: Mujica et al., (2001)
El género Chenopodium es el principal dentro de la familia Chenopodiacea y tiene amplia distribución mundial, con cerca de 250 especies (Giusti, 1970).
2.3. Descripción botánica y agronómica
Según Apaza V. et al., (2013), la quinua es una planta herbácea anual, dicotiledónea de amplia
dispersión geográfica, con características peculiares en su morfología, coloración y
comportamiento en diferentes zonas agroecológicas donde se cultiva. Presenta enorme
variación y plasticidad para adaptarse a diferentes condiciones ambientales y se cultiva desde
el nivel del mar hasta 4 000 msnm; muy tolerante a factores climáticos adversos como sequía,
heladas, salinidad de suelos entre otros que afectan al cultivo.
Conmitentemente el mismo autor menciona que, el periodo vegetativo de la quinua varía
desde 90 hasta 240 días, crece con precipitaciones desde 200 a 280 mm anuales, se adapta a
suelos ácidos de pH 4,5, hasta alcalinos con pH de 9,0. Asimismo prospera en suelos arenosos
hasta los arcillosos, la coloración de la planta es también variable con los genotipos y etapas
fenológicas, desde el verde hasta el rojo, pasando por el púrpura oscuro, amarillo, anaranjado
granate y demás gamas que se puedan diferenciar.
4
2.3.1. Planta
Es erguida, alcanza alturas variables desde 0.60 a 3.00 m, dependiendo del tipo de quinua, los
genotipos, de la fertilidad de los suelos y las condiciones ambientales donde crece (Apaza V. et
al., 2013).
2.3.2. Raíz
La raíz de quinua es del tipo pivotante, consta de una raíz principal de la cual salen un gran
número de raíces laterales muy ramificadas. La longitud de las raíces es variable, de 0.8 a 1.5
m. Su desarrollo y crecimiento está determinado por el genotipo, tipo de suelos, nutrición y
humedad entre otros factores (Gómez & Aguilar, 2016).
2.3.3. Tallo
Es cilíndrico en el cuello de la planta y angulosos a partir de las ramificaciones, de coloración
variable desde el verde al rojo, muchas veces presenta estrías y también axilas pigmentadas de
color, verde rojo o púrpura (Apaza V. et al., 2013). El tallo puede tener o no ramas,
dependiendo de la variedad o densidad del sembrado (PROMUEVE, 2009).
2.3.4. Hojas
Son polimorfas en la misma planta; las de la base son romboides, triangulares las de la parte
media y las hojas superiores son lanceoladas. La lámina de las hojas tiernas está cubierta por
vesículas de oxalato de calcio que son giroscópicas. Los bordes de las hojas son dentadas y este
carácter es empleada para la clasificación en razas (Gandarillas, 1968).
2.3.5. Inflorescencia
Es una panícula y puede ser de tipo amarantiforme, glomerulada e intermedia. La
inflorescencia glomerulada es la forma silvestre y la glomerulada la mutante. El tamaño de la
inflorescencia está asociada con el rendimiento del grano. En una misma inflorescencia se
pueden encontrar flores hermafroditas y femeninas o postiladas. Las flores hermafroditas son
las que predominan, aunque es posible encontrar plantas andro estériles que son
funcionalmente femeninas. La forma de fecundación de la quinua es autogama con
polinización cruzada frecuente (Bonifacio, 2006).
2.3.6. Fruto
Aquenio cubierto por el perigonio con una sola semilla. El perigonio se desprende con
facilidad al frotarlo cuando está seco. La semilla está cubierta por capas de células conocidas
como pericarpio y el epispermo, este último a su vez cubre el perisperma almidonoso. El
embrión rodea al perisperma en forma de anillo (Bonifacio, 2006).
5
2.3.7. Semilla
Según Apaza V. et al., (2013), la semilla constituye el fruto maduro sin el perigonio, es de
forma lenticular, elipsoidal, cónica o esferoidal, presentando tres partes bien definidas que
son:
• Episperma: en ella se ubica la saponina que le da el sabor amargo al grano y cuya adherencia
a la semilla es variable con los genotipos.
• Embrión: está formado por dos cotiledones y la radícula y constituye el 30% del volumen
total de la semilla, el cual envuelve al perisperma como un anillo, con una curvatura de 320o,
es de color amarillo, mide 3,54 mm de longitud y 0,36 mm de ancho.
• Perisperma: es el principal tejido de almacenamiento y está constituido principalmente por
granos de almidón, es de color blanquecino y representa prácticamente el 60% de la superficie
de la semilla.
2.4. Antecedentes de la quinua en Ecuador
La quinua, al igual que muchos otros productos nativos, hasta hace poco era desconocida en el mercado nacional y mucho más a nivel internacional. Los hábitos de consumo de la población ecuatoriana, especialmente urbana no incluían a este producto, por lo que la incipiente producción era únicamente para autoconsumo a nivel rural y ciertos excedentes se ofrecían e mercados locales y ferias libres. Uno de los factores que influía en la situación anterior posiblemente era la mala calidad del producto ofertado; se ofrecía quinua sin desaponificar, mezclada con impurezas y sin empacar (Nieto, C. 1992). La necesidad de fuentes alternativas de alimentación ha motivado al INIAP a impulsar la investigación de este tipo de cultivos anteriormente rezagados. A partir de 1980, con los trabajos de investigación y promoción realizados por INIAP y varias otras instituciones nacionales, se ha logrado cambiar el panorama anterior. Desde el 2005 la FAO conjuntamente con el Ministerio de Agricultura y Ganadería y el MAGAP, ha impulsado proyectos de fomento de la producción de quinua en las provincias de Carchi, Cotopaxi, Bolívar, Pichincha e Imbabura (Peralta, E. 2009).
2.5. Producción de quinua en Ecuador
Según PROECUADOR (2015) la quinua se produce en las provincias de la región interandina, a más de 2,500 a 3,600 m.s.n.m. Además menciona que, la producción de quinua creció en aproximadamente el 52% al pasar de 950 TM en el 2000 a 1,453 TM en el 2012. La producción de quinua se localiza en: Azuay, Cotopaxi, Chimborazo, Imbabura, Pichincha y Tungurahua. Las provincias que tienen mayor número de UPAs sembradas con quinua son: Chimborazo, Cotopaxi e Imbabura. El rendimiento promedio es de 0,4 t/ha (Peralta, 2009).
Para el 2009 Peralta afirma que, la superficie del cultivo de la quinua se ha incrementado en las provincias de Chimborazo (orgánica principalmente), Imbabura, Carchi, Cotopaxi, Bolívar, Cañar, Pichincha y Loja.
6
2.6. Sistemas de producción de quinua
Generalmente la quinua está formando parte de sistemas asociados o múltiples de cultivos; en muy pocas ocasiones se encuentra como monocultivo, las asociaciones más frecuentes son con maíz (58.7%), con papa, oca, melloco, en menor porcentaje, los sistemas múltiples en los que se encuentran más de dos cultivos representan el 21%, mientras que los monocultivos apenas el 10%, este último es muy frecuente en el cantón Otavalo. Con respecto a rotaciones muy pocos lo practican, pero el 70.6% no la efectúan. La preparación del terreno generalmente implica arada, rastra y surcada, utilizando tractor o yunta. La época de siembra difiere de acuerdo con la zona y está relacionada con la época lluviosa, en el norte comprende los meses de junio-julio, en el centro y sur entre los meses de octubre y noviembre, y la cosecha se realiza a los 7-8 meses después de la siembra por tratarse de cultivares tardíos. Las labores culturales como deshierba, aporque, raleo, fertilización y riego no son realizados para el cultivo, pero se beneficia indirectamente cuando estos son aplicados al cultivo principal. No se realiza ningún control de plagas y/o enfermedades (Peralta, et al. 2012).
Concomitantemente con lo anterior, esta fuente sostiene que los costos de producción para establecer 1 ha de quinua calculados en septiembre del 2012 fueron de US$ 1 137,32.
2.7. 2
El pericarpio está pegado a la semilla, presenta alvéolos que en algunas variedades se pueden
separar fácilmente. Pegada al pericarpio se encuentra la saponina, que le transfiere el sabor
amargo a la quinua. La semilla está envuelta por el epispermo en forma de una membrana
delgada (Tapia, et al. 1979).
La proteína se encuentra principalmente en el embrión y en el endospermo de la semilla de
quinua (Prego, et al. 1998).
El embrión está formado por un eje radícula hipocotiledónea y dos cotiledones. El embrión
constituye la mayor parte de la semilla que envuelve al perisperma como un anillo. El
perisperma es almidonoso y normalmente de color blanco (Tapia, et al. 1979).
Figura 1: Semilla de quinua entera (izquierda) y corte longitudinal (derecha)
Fuente: Tapia, et al., (1979)
7
2.8. Composición química
La semilla de quinua tiene un alto valor nutritivo, tanto por su composición química, como por la cantidad y calidad de sus proteínas. La calidad de las proteínas de quinua es considerada tan buena o mejor que la caseína, esto, debido al buen balance de los aminoácidos esenciales, sobresaliendo el triptófano, la cisteína y la metionina. Sin embargo, la mayor importancia radica en su alto contenido de lisina, un aminoácido deficitario en la mayoría de los vegetales, especialmente en el trigo (Albarran, 1993).
Por otro lado Albarran (1993) menciona que, la semilla de quinua presenta un alto contenido de vitaminas del complejo B, C y E. Pero también, es importante su composición de sales minerales tales como: hierro, fósforo, potasio y calcio.
2.8.1. Contenido de proteína
Entre el 16 y el 20% del peso de una semilla de quinua lo constituyen proteínas de alto valor biológico, entre ellas todos los aminoácidos, incluidos los esenciales, es decir, los que el organismo es incapaz de fabricar y por tanto requiere ingerirlos con la alimentación. Los valores del contenido de aminoácidos en la proteína de los granos de quinua cubren los requerimientos de aminoácidos recomendados para niños en edad preescolar, escolar y adultos. No obstante, la importancia de las proteínas de la quinua radica en la calidad. Las proteínas de quinua son principalmente del tipo albúmina y globulina. Estas, tienen una composición balanceada de aminoácidos esenciales parecida a la composición aminoacídica de la caseína, la proteína de la leche. Se ha encontrado también que las hojas de quinua tienen alto contenido de proteínas de buena calidad (FAO, 2011).
La figura muestra una sección del endospermo donde se visualizan las proteínas de reserva (globulinas) en el interior de los cuerpos proteicos en un micro diagrama (Prego, et al. 1998).
Figura 2: Sección del endospermo mostrando cuerpos proteicos.
Fuente: Prego, et al., (1998).
La distribución de las proteínas entre los diversos tejidos que constituyen el grano no es uniforme, las concentraciones mayores se encuentran en las capas más externas del endospermo. Tampoco se distribuyen uniformemente los diferentes tipos de proteínas, las prolaminas y las glutelinas se encuentran localizadas principalmente en el endospermo; las albúminas y globulinas están en las cubiertas exteriores y en el germen (Primo, 1979). Están compuestas principalmente por albúminas (metabolismo) y globulinas (de reserva). Las proteínas globulares adsorben agua y aumentan de tamaño considerablemente, el sitio principal de adsorción es la unión peptídica (Braverman & Berk, 1980). Por último, en la tabla 2 se observa la cantidad proteica de cereales, con el fin de visualizar una comparación entre ellos. Se observa que la quinua es un grano que presenta casi el doble de la cantidad de
8
proteínas que el resto de los cereales y valores muy similares al amaranto (Schmidt, et al., 1992). Cuadro 1: Tabla comparativa de contenido proteico de quinua y un grupo de cereales.
Especies Proteína (%)
Amaranto 15,5
Quinua 13,0
Cebada 10,6
Avena 9,6
Trigo 9,3
Sorgo 9,3
Arroz 6,4
Fuente: Schmidt, et al., (1992)
2.8.2. Factores antinutricionales
La quinua presenta factores antinutricionales que pueden afectar la biodisponibilidad de ciertos nutrientes esenciales, como proteínas y minerales. Son los siguientes: saponinas, fitatos, taninos e inhibidores de proteasa.
2.8.2.1. Saponina
La saponina se considera aplicable a dos grupos de glucósidos vegetales uno de ellos compuestos por los glucósidos triterpenoides de reacción ligeramente ácida, y el otro por los esteroides derivados del perhidro 1,2 ciclopentanofenantreno. Tienen como propiedad la de formar una abundante espuma en solución acuosa y son también solubles en alcohol absoluto y otros solventes orgánicos. En la quinua habría tanto saponinas como ácidos neutros. Por la característica espumante, las saponinas se emplean en la fabricación de cerveza, en la preparación de compuestos para extinguidores de incendios y en la industria fotográfica, cosmética y farmacéutica. En esta última tiene utilidad para la elaboración sintética de hormonas (FAO, 2011).
2.9. Importancia de los granos andinos
Recientemente se ha despertado el interés en la quinua por el reconocimiento de su potencial
agrícola y de su potencial nutritivo. En el caso de la quinua, esta supera a los cereales más
importantes en algunos nutrientes, es más notable en el contenido y calidad de sus proteínas
(respecto al contenido de aminoácidos esenciales). El verdadero valor de la quinua no es como
un reemplazo de algunos alimentos sino más bien como un complemento de ellos para que
alcance un valor nutritivo alto (Wahli, 1990).
Los granos andinos en general son considerados estratégicos para la soberanía alimentaria de los pueblos andinos, principalmente, en Ecuador forman parte de los sistemas de producción, mayoritariamente en la región Sierra, ya que son cultivados en asociación, intercalados, en
9
monocultivos o en rotación con otros cultivos y se caracterizan por su contenido de proteína (14 a 46 % en grano seco), grasa, carbohidratos, minerales y fibra importantes en la alimentación humana (Peralta et al., 2012).
Nieto (2013) afirma que, los granos andinos, son superiores a los cereales, ya que están en el grupo de los alimentos fuente de proteínas y son muy ricos en aminoácidos esenciales. Presentan ventajas interesantes, porque pueden competir con los productos de origen animal, tanto por sus costos de producción como por su calidad de alimentos sanos, que no presentan efectos colaterales para la salud humana, como si lo hacen los de origen animal. El consumo de granos andinos entre ellos la quinua, como fuente de proteína puede ayudar a evitar enfermedades de tipo coronario y otras derivadas del colesterol, proveniente de las lipoproteínas de baja densidad, que vienen de los alimentos de origen animal.
Cuadro 2: Valor alimentario de cuatro especies andinas productores de grano
Fuente: Nieto, (2013).
Elaborado por: Autora.
Los contenidos de proteína, especialmente en las hojas de quinua y amaranto son sobresalientes, con la única indicación de que hay que consumirlas cocidas para desdoblar los contenidos de nitratos. Un aspecto destacable es la ausencia total de gluten en las cuatro especies de granos andinos, lo cual es una ventaja única, ya que les convierte en alimentos ideales para personas celiacas (Nieto, 2013).
Cien gramos de quinua contienen casi el quíntuple de lisina, más del doble de isoleucina, metionina, fenilalanina, treonina y valina, y cantidades muy superiores de leucina (todos ellos aminoácidos esenciales junto con el triptófano) en comparación con 100 gramos de trigo. Además supera a éste en algunos casos por el triple en las cantidades de histidina, arginina, alanina y glicina (FAO, 2011).
Los aminoácidos esenciales contenidos en la quinua son de vital importancia como en el caso de la fenilalanina, es un estimulante cerebral y elemento principal de los neurotransmisores
Cultivo Proteína
en su semilla %
Aminoácidos esenciales
sobresalientes
Parte aprovechable
Mercado de
interés
Chenopodium quinoa Willd 14 a 23
Fenilalanina, Isoleucina, Lisina, Leucina,
Metionina, Treonina, Valina,
Triptófano
Hojas y semillas
Mundial
Lupinus mutabilis Sweet 39 a 51 Fenilalanina, Isoleucina,
Lisina, Leucina, Treonina, Valina
Semillas Regional Andino
Amaranthus caudatus L. 16 a 18 Fenilalanina, Isoleucina,
Lisina, Leucina, Treonina, Valina
Hojas y semillas
Mundial
Chenopodium pallidicaule A. 15 a 19 Isoleucina, Lisina,
Triptófano
Hojas y semillas
Local
10
que promueven el estado de alerta y el alivio del dolor y de la depresión, entre otras, la treonina interviene en las labores de desintoxicación del hígado, participa en la formación de colágeno y elastina, y facilita la absorción de otros nutrientes y triptófano es un precursor inmediato del neurotransmisor serotonina por lo que se utiliza con éxito en casos de depresión, estrés, ansiedad, insomnio y conducta compulsiva. Por lo que respecta a los aminoácidos “no esenciales” la quinua contiene más del triple de histidina que el trigo, sustancia que sí es en cambio esencial en el caso de los bebés ya que el organismo no la puede sintetizar hasta ser adultos por lo que es muy recomendable que los niños la adquieran mediante la alimentación, especialmente en épocas de crecimiento. Además tiene una acción ligeramente antiinflamatoria y participa en el sistema de respuesta inmunitaria (Bojanic, 2011).
La arginina, por su parte, también es considerada un aminoácido casi esencial en la infancia, niñez y adolescencia ya que estimula la producción y liberación de la hormona de crecimiento, además de mejorar la actividad del timo y de los linfocitos T, participar en el crecimiento y reparación muscular, y ser un protector y detoxificador hepático. En cuanto a la alanina es fuente de energía para músculos, cerebro y sistema nervioso y la glicina actúa como un neurotransmisor tranquilizante en el cerebro y como regulador de la función motora (Bojanic, 2011).
Además el mismo autor afirma que, la prolina aminoácido que no contienen otros cereales como el trigo participa en la reparación de las articulaciones, es necesaria para la cicatrización de lesiones y úlceras, parece ser eficaz para tratar los casos de impotencia y frigidez, es protector cardiovascular y se utiliza junto a la lisina y la vitamina C para impedir o limitar las metástasis cancerosas.
2.10. Costo de producción de proteína en tres granos andinos.
Nieto (2013) menciona que, el costo de producción por kilogramo de proteína de granos andinos es notablemente más reducido que el costo para obtener un kilogramo de proteína de origen animal.
Cuadro 3: Costos de producción para tres especies de granos andinos, con base sistemas de producción convencional en Ecuador, (Adaptado de: Peralta et al., 2012).
Cultivo
Costo total de
producción ($ ha-1)
Proporción del costo por mano de obra %
Rendimiento esperado
Costo de producción ($ kg-1) de
grano
Costo de producción ($ kg-1) de proteína
Costo de producción ($ kg-1) de
proteína de la carne de
vacuno* Chenopodium quinoa W.
1137,3 51,7 1350 0,84 4,55
8,46 Lupinus mutabilis S.
1366,3 53,5 1350 1,01 2,25
Amaranthus caudatus L..
1109,5 54,8 1800 0,62 3,63
Fuente: Peralta et al., (2012) Cálculo de los costos de producción de ganado de carne, en Santo Domingo.
Elaborado por: Autora.
11
2.11. Variedades de Quinua
Los países de Bolivia y Perú cuentan con un gran número de variedades comerciales, actualmente en Ecuador están vigentes solamente dos variedades de quinua, por lo cual desde el año 2008 el PRONALEG-GA del INIAP ha iniciado el mejoramiento genético de quinua por hibridación (INIAP, 2009).
Cuadro 4: Características agronómicas de las variedades de quinua INIAP Tunkahuan e INIAP Pata de venado.
Variedad Altura de la planta
Días a la floración
Días a la cosecha
Color de grano
Contenido de saponina
Rendimiento (Kg/ha)
Altitud óptima
(m)
INIAP Tunkahuan 150 109 180 Blanco Bajo (0,06%) 2400 2600-3200
INIAP Pata de venado 75 73 150 Crema Bajo (0,05%) 1400 3000-3600
Fuente: Peralta E., (2009).
2.11.1. Variedad INIAP Tunkahuan
En 1992, son liberadas las variedades INIAP Tunkahuan e INIAP Ingapirca de bajo contenido de saponina, sin embargo, la variedad que sigue vigente hasta la fecha es la variedad INIAP Tunkahuan (Peralta E., 2009).
Tabla 2: Características morfológicas de la variedad INIAP Tunkahuan.
Carácter INIAP-Tunkahuan
Hábito de crecimiento Erecto
Tipo de raíz Pivotante – Desarrollada
Forma del tallo Redondo con aristas
Tipo de ramificación Sencilla a semi ramificado
Color del tallo Verde claro
Estrías en el tallo De color verde obscuro
Pigmentación del tallo Sin pigmentos
Forma de hojas Triangulares
Tamaño de hojas (cm2) De 24 a 50
Borde de hojas Ondulado y dentado
Color de planta Púrpura
Color panoja inmadura Rosado a púrpura
Color panoja madura Amarillo anaranjado
Tipo de panoja Glomerulada
Pedicelos Largos
Perigonios * Abiertos
Latencia de semilla Ausente
*A la madurez
Fuente: Nieto et al., (1992).
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Cuadro 5: Contenido nutricional de la variedad de quinua INIAP Tunkahuan
Energía (Kcal/100g) 453,08
Humedad (%) 13,7
Proteína (%) 13,9
Grasa (%) 4,95
Carbohidratos (%) 66,73
Cenizas (%) 3,7
Fibra (%) 8,61
Calcio (%) 0,18
Fósforo (%) 0,59
Magnesio (%) 0,16
Potasio (%) 0,95
Sodio (%) 0,02
Cobre (ppm) 10
Fuente: INIAP, (2009).
Cuadro 6: Contenido de aminoácidos de la variedad de quinua INIAP Tunkahuan.
Aminoácidos mg/g
Ácido aspártico 11,8
Serina 5,8
Ácido glutámico 21,4
Prolina 4,6
Treonina* 5,1
Glicina 18,2
Alanina 6,5
Valina* 6,4
Metionina* 1,5
Isoleucina* 5,2
Fenilalanina 5,7
Lisina* 7,4
Arginina 8
Tirosina 4,4
Histidina 3,9
Cisteína 1,5
*Aminoácidos esenciales.
Fuente: Laboratorio de Nutrición y Calidad INIAP, (2006).
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Cuadro 7: Contenido de vitaminas de la variedad de quinua INIAP Tunkahuan
Parámetro Contenido mg/ 100g
Vitamina E 1,43
Vitamina B12* 0,48
Ácido fólico 1,69
Vitamina B1 0,46
Vitamina B2 3,56
Vitamina B3 29,98
Vitamina B6 28,05
Vitamina B5 3,53
*ug/100g
Fuente: Laboratorio Nutrición y Calidad. INIAP, (2008).
2.11.2. Variedad INIAP Pata de venado
En el 2007, mediante procesos de investigación participativa, el PRONALEG-GA libera la variedad de quinua INIAP Pata de Venado o Taruka Chaki (Peralta E., 2009), misma que proviene de una entrada obtenida por intercambio de germoplasma con Bolivia, las principales y más importantes características de esta variedad es que es precoz y de grano dulce (bajo contenido de saponinas), desde el 2002 hasta el 2005 la nueva variedad fue evaluada en forma participativa con los agricultores y fue en ese mismo año donde se realizó su entrega (Mazón et al., 2008).
Tabla 3: Características morfológicas y agronómicas de la variedad de quinua INIAP Pata de venado.
Características INIAP - Pata de venado
Hábito de crecimiento Erecto
Ramificación Ausente
Color de panoja Rosada
Tipo de panoja Terminal
Tamaño de la panoja (promedio) 29
Altura de la planta (promedio) 68,6
Acame a la cosecha Bajo
Color del grano Blanco
Peso de 100 semillas (promedio) 0,36
Fuente: Mazón et al., (2008).
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Cuadro 8: Calidad nutricional de la variedad INIAP Pata de venado (base seca)
Humedad 12,25%
Proteína 16,28%
Fibra 5,49%
Cenizas 3,11%
Extracto Etéreo 2,83%
Extracto libre de Nitrógeno
72,29%
Fuente: Departamento de Nutrición y Calidad. INIAP, (2005).
2.12. Procesamiento
La cáscara del grano de quinua contiene una alta cantidad de saponinas, un compuesto químico de sabor amargo que, en forma concentrada puede llegar a ser tóxico para animales. Tradicionalmente, los productores desaponifican la quinua a través de un proceso de lavado en agua, usando cerca de cinco galones de agua por cada libra de quinua. En grandes cantidades, tal proceso puede contribuir a una contaminación ambiental significativa. Existen alternativas a la desaponificación por agua, como el uso de escarificadoras (también conocidas como pulidoras) en forma seca o en combinación de la forma pulida y lavada con agua (Jacobsen, S. E., & Sherwood, S., 2002).
2.12.1. Desaponificación
El grano de quinua antes de ser consumido debe estar libre de saponina o su contenido debe ser mínimo. Las saponinas son glicoalcaloides que se encuentran recubriendo el grano, lo que impide el consumo de la quinua por el sabor amargo de este compuesto. Las saponinas no perjudican al hombre en las cantidades que normalmente se encuentran después del lavado de la quinua. Las saponinas no se absorben en el intestino y por lo tanto afectan la absorción del zinc y el hierro (Reyes E., 2006).
Para facilitar el trabajo de eliminación de saponina del grano de quinua se han realizado investigaciones para obtener variedades denominadas “dulces”, las cuales contienen un mínimo contenido de saponina. Estas variedades requieren un lavado rápido con agua limpia o un escarificado ligero, a diferencia de variedades amargas que requieren ser lavadas en abundante agua o recibir un fuerte escarificado (cepillado vía seca); antes de ser cocidas o procesadas (Peralta E., 2009).
En algunas zonas de producción los agricultores desamargan la quinua sometiendo el grano al calor y luego lo lavan. Este proceso de tostado con calor seco es utilizado por algunas empresas para eliminar la cáscara que contiene saponinas (FAO, 2000). Después del tostado los granos de la quinua adquieren una coloración marrón que es producto de la presencia de azúcares reductores que producen una reacción de Maillard. La lisina en esta forma no es biológicamente útil (pierde su valor nutricional) (FAO, 2011).
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2.12.1.1. Desaponificación por escarificación
También se conoce como el método seco y consiste en someter el grano a un proceso de fricción para eliminar en forma de polvo las capas periféricas del grano, que son las que contienen la saponina (Nieto C., 1992).
El escarificado consiste en la separación del epispermo (descascarado) y segmentos secundarios del grano de quinua, donde se concentra el mayor contenido de saponina, que le confiere el sabor amargo y astringente, impropio para poder ser aprovechado en la alimentación; el pulido pretende producir una quinua de superior calidad, cuyo efecto consiste en remover las últimas partículas de cáscara y darle al grano un aspecto más liso y limpio, que viene a ser la quinua perlada (FAO, 1997).
2.12.2. Secado
Es conveniente secar los granos hasta alcanzar la humedad comercial (12–14%), ya que si contiene mucha humedad se pueden originar fermentaciones que desmejoran la calidad del producto (FAO, 1997).
2.12.3. Humedad del grano
Los granos están constituidos por una substancia sólida, denominada materia seca, y por cierta cantidad de agua. La materia seca está formada por las proteínas, los carbohidratos, las grasas, las vitaminas y las cenizas. El agua existente en la estructura orgánica de los granos se presenta bajo distintas formas, pero para fines prácticos se consideran dos tipos de agua: el agua libre que se retira fácilmente por medio de calor, y el agua que retiene la materia sólida y que sólo se libera por la acción de altas temperaturas, lo que puede originar la volatilización y descomposición de las substancias orgánicas y, por lo tanto, la destrucción del producto. La determinación del contenido de humedad de los granos debe realizarse en todas sus etapas de manejo desde la cosecha hasta la salida del almacenamiento. La medición de humedad debe ser exacta, ya que el contenido de humedad de los granos es muy importante para mantener la calidad del producto almacenado. Esta determinación presenta también una gran importancia desde el punto de vista comercial, ya que el precio varía en función de la humedad del grano (D' Antonino et al., 1993).
2.13. Industria
La quinua es un cultivo que permite la preparación de diversos productos y subproductos para la alimentación humana y animal. Productos potenciales de quinua incluyen semillas desamargadas (perladas), harina, hojuelas, snacks, dulces, leche vegetal, carne vegetal, etc. La empresa privada de Ecuador ha puesto en el mercado varios productos que tienen como base la quinua. Los más sobresalientes son: quinua escarificada, harina integral y mezclas de harina de quinua con harina de otros productos, quinua en papillas para alimentación de infantes, quinua reventada y hojuelas con varios sabores y presentaciones, lo cual significa un avance en el desarrollo del rubro (Jacobsen & Sherwood, 2002).
Es considerada por la FAO y la OMS como un alimento único por su altísimo valor nutricional, mantiene sus cualidades nutritivas incluso en procesos industriales y es capaz de sustituir notablemente a las proteínas de origen animal.
16
Por otra parte, la digestión y absorción de la proteína de los granos enteros es muy difícil para los niños menores de dos años, incluso cuando han sido sometidos a la cocción, sin embargo se ha visto que la digestibilidad mejora notablemente con su ingestión en forma de harinas, en papillas o bebidas. Por último, se encontró que como subproducto del cultivo de la quinua, está el forraje para el ganado y la leña (FAO, 1997).
2.14. Principales productos y elaborados de quinua en Ecuador
PRO ECUADOR (2015) en su informe menciona que, el principal producto exportado es la quinua en grano lavado o escarificado, libre de sustancias amargas (saponina). En el país se cuenta con quinua con certificación orgánica y convencional. Adicional a la quinua en grano con calidad de exportación, se realizan otros productos que brindan mayor valor agregado, entre ellos se pueden encontrar:
Barras energéticas.
Bebidas que incluyen quinua con sabor a frutas.
Chocolates con quinua.
Hojuelas de quinua.
Papillas a base de cereales con quinua.
Galletas.
Pastas.
Pan con porcentaje de sustitución de harina de quinua.
Pinol.
.
17
3. MATERIALES Y MÉTODOS
3.1. Ubicación del ensayo
Esta investigación fue realizada en el laboratorio de Nutrición y Calidad de alimentos de la
Estación Experimental Santa Catalina (INIAP).
Provincia: Pichincha Cantón: Mejía Parroquia: Cutuglagua
3.2. Ubicación geográfica
Altitud: 3 058 msnm Latitud: 78° 34’ 18 W Longitud: 00° 22’ 36 S
3.3. Materiales
3.3.1. Material básico
2 kilogramos de quinua INIAP Tunkahuan
2 kilogramos de quinua INIAP Pata de venado
Libreta
Esferos
Mandil
Mascarillas
Guantes
Fundas de papel
Computador
Cámara de fotos
Marcadores
3.3.2. Material de laboratorio
Bureta
Erlenmeyer 250 ml
Tubos Kjeldahl
Gradilla
Crisoles
Pinza metálica
Espátula
18
3.3.3. Equipos
Destilador Kjeldahl
Bloque digestor DS 20
Balanza analítica
Sorbona
Estufa
Espectrofotómetro PF-11
Escarificadora 17812-SS
3.3.4. Reactivos
Ácido sulfúrico concentrado GR.
Ácido sulfúrico 0,05 N
Solución de ácido bórico con indicador 2%
Verde de bromo cresol
Rojo de metilo
Catalizador (K2SO4, CuSO4, SeO)
Hidróxido de sodio 10N
3.4. Métodos
3.4.1. Factores en estudio
Con la finalidad de desarrollar los objetivos propuestos en esta investigación se estableció
evaluar tres factores: dos variedades de quinua, tres tiempos de escarificación, dos
porcentajes de humedad del grano de quinua, y dos testigos, así:
3.4.1.1. Factor A: Variedades
v1: INIAP Tunkahuan
v2: INIAP Pata de venado
3.4.1.2. Factor B: Tiempo de escarificación
t1: 0,5 min
t2: 1,0 min
t3: 1,5 min
3.4.1.3. Factor C: Humedad del grano
h1: 10%
h2: 12%
19
3.4.1.4. Testigos
En el caso de los tratamientos testigos las muestras no serán sometidas al proceso de escarificación pero serán tratadas hasta establecer las mismas al 12% de humedad, para luego proceder con el análisis de proteína contenida en estas muestras.
T1: INIAP Tunkahuan al 12% de humedad sin escarificación.
T8: INIAP Pata de venado al 12% de humedad sin escarificación.
3.4.2. Tratamientos en estudio
Los tratamientos resultan de la combinación de los factores en estudio; a más de eso se añadirá un tratamiento testigo correspondiente a cada variedad, cuyos granos serán analizados sin escarificar al 12% de humedad (estándar).
Cuadro 9: Tratamientos a ser evaluados en el estudio de la influencia de la escarificación seca sobre el contenido proteico total en dos variedades de quinua (Chenopodium quinoa W.)
Tratamientos Variedades TIEMPO DE
ESCARIFICACIÓN HUMEDAD DEL GRANO
T1 (Testigo)
v1: INIAP Tunkahuan
t0 h2
T2 t1 h1
T3 t1 h2
T4 t2 h1
T5 t2 h2
T6 t3 h1
T7 t3 h2
T8 (Testigo)
v2: INIAP Pata de Venado
t0 h2
T9 t1 h1
T10 t1 h2
T11 t2 h1
T12 t2 h2
T13 t3 h1
T14 t3 h2 t0= 0 min; t1= 0,5 min; t2= 1min; t3= 1,5 min h1= grano con 10% de humedad; h2= grano con 12% de humedad
Elaborado por: Autora
3.5. Análisis estadístico
3.5.1. Diseño experimental
El proyecto de investigación será un Diseño de Bloques Completamente al Azar (DBCA) con un arreglo factorial 2x3x2.
20
3.5.2. Análisis de varianza
Cuadro 10: Esquema del análisis de la varianza a utilizarse en la determinación de influencia de la escarificación seca sobre el contenido de proteína en dos variedades de quinua (Chenopodium quinoa W.).
Fuentes de Variación GL
Totales 41
Tratamientos 13
Repeticiones 2
A 1
B 2
C 1
AxB 2 AxC 1 BxC 2 AxBxC 2 Error experimental 22
Promedio
CV (%)
Elaborado por: Autora
3.5.3. Análisis funcional
En los datos que se obtenga significancia estadística se aplicó la prueba de Scheffé al 5 %.
3.6. Variables y métodos de evaluación
3.6.1. Cantidad de proteína (g) presente en el grano sin escarificar
La determinación de la cantidad de proteína bruta presente en el grano de quinua sin escarificar, se realizó mediante el método micro Kjeldahl (Método de referencia AOAC: 2001.11.) cuyo resultado se expresará en gramos por kilogramo de grano de quinua (ver Anexo 7).
3.6.2. Cantidad de proteína (g) perdida durante el proceso de escarificación
La determinación de la cantidad de proteína presente en el residuo producto del proceso de escarificación seca (polvillo), se realizó mediante el método micro Kjeldahl (Método de referencia AOAC: 2001.11.) cuyo resultado se expresó en gramos por kilogramo de grano (ver Anexo 7).
21
3.6.3. Peso del grano de quinua (g) después del proceso de escarificación
El peso final del grano de quinua se obtuvo después de someter las muestras de 100 g de grano a fricción durante un tiempo determinado a cada una de las muestras, para la eliminación de las capas periféricas del grano (capas que contienen las saponinas).
3.6.4. Peso del residuo del grano (g) de quinua con saponina
Mediante la escarificación se elimina el pericarpio en forma de polvillo. Se determinará el peso de este residuo para establecer la cantidad de proteína contenida en el mismo.
3.7. Método del manejo de las muestras
3.7.1. Determinación de humedad (%)
Para la presente investigación fue importante establecer la humedad inicial de las muestras, para así conocer el porcentaje de humedad en que se encuentran y determinar cuál sería el procedimiento a seguir para llegar a los niveles que fueron propuestos inicialmente. La determinación de humedad de las dos variedades se realizó con el equipo denominado determinador de humedad infrarrojo, en donde, se colocó submuestras de hasta 2 g de grano en una tara de aluminio dentro del mismo, una vez cerrado este procedió a calcular la humedad presente en la submuestra. Así se pudo determinar que las humedades iniciales de las variedades INIAP Tunkahuan e INIAP Pata de venado fueron del 14 y 15 % respectivamente, razón por la cual fue necesario proceder al secado de las muestras para luego proseguir con la escarificación de las mismas.
3.7.2. Secado de muestras
Determinada las humedades contenidas en las dos variedades de quinua, se procedió a hacer pruebas de tiempo de secado de submuestras en la estufa para determinar el tiempo necesario en el que deben permanecer 20 muestras para alcanzar el 12 % de humedad del grano y de la misma manera las siguientes 20 muestras para conseguir una humedad del 10 %; después de ser sometidas las submuestras al secado por aire forzado a 60 0C, éstas fueron colocadas dentro de una cámara de vidrio para enfriarse y posteriormente determinar la humedad presente en cada una de las submuestras, el procedimiento se realizó en un equipo de determinación de humedad infrarrojo.
3.7.3. Escarificación
Se empleó el método de escarificación por vía seca, el cual se basa en la fricción entre granos por acción mecánica; mediante este método se eliminó la capa superficial del grano de quinua obteniendo al final del proceso dos productos: el grano escarificado, es decir, el grano libre de saponina y también un residuo en forma de polvo el cual contiene saponina y una cantidad de proteína. Para someter al proceso de escarificación a las variedades INIAP Tunkahuan e INIAP Pata de venado se preparó 40 muestras de 100 g las mismas que fueron colocadas dentro del escarificador y mediante un timer del mismo equipo se reguló el tiempo de duración del proceso correspondiente a cada uno de los tratamientos establecidos para el desarrollo de la investigación.
22
3.7.4. Determinación de proteína
Para determinar el contenido de proteínas totales en las variedades de quinua INIAP Tunkahuan e INIAP Pata de venado se realizó mediante el método AOAC (2001); la medición se efectuó al final del proceso de escarificación del grano, el método empleado fue el de Kjeldahl, que es el método oficial más ampliamente usado para la determinación del contenido de proteínas, la razón se debe a su grado de precisión y reproducibilidad. Consistiendo en la destrucción de la materia orgánica por ácido sulfúrico concentrado, el nitrógeno que contiene la muestra se reduce en parte a SO4, el que a su vez reduce el nitrógeno de la materia orgánica a NH4 y que luego en presencia de H2SO4 forma sulfato de amonio (NH4)2SO4. El amoníaco (NH3) se libera con NaOH que se destila y se recoge en ácido bórico, finalmente el ácido proporcional a la cantidad de nitrógeno es valorado por retroceso con un ácido normalizado y a partir de la cantidad de ácido que ha reaccionado con el amoníaco, se calcula la cantidad de nitrógeno que mediante multiplicación por un factor, se obtiene la cantidad de proteína bruta (ver Anexo 8).
23
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1. Peso de grano escarificado (g) de dos variedades de quinua (Chenopodium quinoa
W.)
En el análisis del peso del grano escarificado se estudiaron 14 tratamientos con 3 repeticiones
donde el promedio general fue de 76,6 g, el coeficiente de variación fue del 2,2% (Cuadro 11)
valor que permite observar que su distribución está dentro del porcentaje establecido por
Sánchez (2010), mismo que indica que mientras la fase experimental sea bajo condiciones
controladas, es decir, en laboratorios o invernaderos, el coeficiente de variación debe ser
alrededor del 5%.
Cuadro 11: Coeficiente de variación obtenido en la variable peso del grano escarificado.
Variable N R R Aj CV Promedio
Peso del grano escarificado (g) 42 0,99 0,98 2,2 76,6
Elaborado por: Autora
Cuadro 12: Análisis de varianza para el peso de grano (g) escarificado en el estudio de la “Influencia de la escarificación seca sobre el contenido proteínico total en dos variedades de quinua (Chenopodium quinoa W.)”.
Fuentes de Variabilidad gl CM
TOTAL 41 TRATAMIENTOS 13 Variedad 1 220,87**
Tiempo de Escarificación 2 2022,59**
Humedad 1 2,25ns
Variedad x Tiempo de escarificación 2 14,67**
Variedad x Humedad 1 0,69ns
Tiempo de Escarificación x Humedad 2 0,33ns Variedad x Tiempo de escarificación x Humedad 2 1,78ns
REPETICIONES 2 1,36
ERROR EXPERIMENTAL 22 2,84 Significancia: P>0.05 = ns; P<0,05 = *; P<0,01 = **
Elaborado por: Autora
Planteada la hipótesis nula que afirma que los factores variedad, tiempo de escarificación o
humedad del grano durante el proceso de escarificación seca de las variedades de quinua
24
INIAP Tunkahuan e INIAP Pata de venado no influyen en el peso de del grano escarificado;
mientras que la hipótesis alternativa afirma que los factores variedad, tiempo de escarificación
o humedad del grano durante el proceso de escarificación seca de las variedades de quinua
INIAP Tunkahuan e INIAP Pata de venado influyen en el peso de del grano escarificado.
En el análisis de varianza para al peso de grano escarificado de quinua (Cuadro 12), se
determinó que no existe diferencia significativa para la variable humedad, al igual que en las
interacciones variedad-humedad, tiempo de escarificación-humedad y variedad-tiempo de
escarificación-humedad, por lo tanto se acepta la hipótesis nula, es decir, estos factores no
influyen en el peso del grano escarificado, mientras que se presentó diferencias altamente
significativas en cuanto a variedad, tiempo de escarificación, y en la interacción de variedad-
tiempo de escarificación, es decir, el tiempo de escarificación depende de la variedad de
quinua, aceptando así la hipótesis alternativa debido a que los factores mencionados influyen
directamente en el peso del grano que se obtiene luego de la escarificación; de la misma
manera Nieto (1992) evaluó diferentes tiempos de escarificación en tres variedades de quinua
para eliminar la saponina, determinando que cada variedad de quinua tiene un especifico
tiempo de escarificación, ya que así el procedimiento es eficiente pues el producto final queda
prácticamente libre de saponina.
Elaborado por: Autora
Figura 3. Prueba de significancia (SCHEFFÉ 5%) aplicada a los promedios de peso de grano (g) escarificado en 100 g de muestra de dos variedades de quinua.
La figura 3, indica los promedios de los pesos de grano después de realizada la escarificación,
mismos que según SCHEFFÉ al 5% muestra siete rangos de significancia, siendo los mejores
promedios los que presentan rangos a, tal es el caso de los tratamientos v1t0h2 y
v2t0h2(testigos) ambos con promedios de 100 g, esto se debe a que no sufrieron pérdida de
peso al no ser expuestos al proceso de escarificación, por lo tanto los mejores rangos en esta
25
investigación son los b como es el caso de los tratamientos v1t1h1, v1t1h2, v2t1h1 y v2t1h2, los
mismos que reportaron promedios de 87.66 g, 86.66 g, 81.33 g y 80.33 g respectivamente,
para los demás tratamientos lo rangos de significancia se encuentra desde el rango c (74g), es
decir los valores de peso de grano (g) son deficientes.
4.2. Peso del residuo de grano (g) escarificado de dos variedades de quinua
(Chenopodium quinoa W.).
En el análisis del peso del residuo de grano escarificado (polvillo) se estudiaron 14
tratamientos con 3 repeticiones donde el promedio general fue de 23,1 g, el coeficiente de
variación fue del 4,6% (Cuadro 13) valor que permite observar que su distribución está dentro
del porcentaje establecido por Sánchez (2010), mismo que indica que mientras la fase
experimental sea bajo condiciones controladas, es decir, en laboratorios o invernaderos, el
coeficiente de variación debe ser alrededor del 5%.
Cuadro 13: Coeficiente de variación obtenido en la variable peso del
residuo de grano escarificado.
Variable N R R Aj CV Promedio
Peso del residuo de escarificación (g) 42 1,00 0,99 4,6 23,1
Elaborado por: Autora
Cuadro 14: Análisis de varianza para el peso del residuo de grano escarificado (g)
en el estudio de la “Influencia de la escarificación seca sobre el contenido
proteínico total en dos variedades de quinua (Chenopodium quinoa W.)”.
Fuentes de variación gl CM
TOTAL 41 TRATAMIENTOS 13 Variedad 1 211,00**
Tiempo de Escarificación 2 2028,91**
Humedad 1 9,00**
Variedad x Tiempo de escarificación 2 14,09**
Variedad x Humedad 1 1,36ns
Tiempo de Escarificación x Humedad 2 0,56ns
Variedad x Tiempo de escarificación x Humedad 2 0,22ns
REPETICIONES 2 0,88
ERROR EXPERIMENTAL 22 1,16 Significancia: P>0.05 = ns; P<0,05 = *; P<0,01 = **
Elaborado por: Autora
Planteada la hipótesis nula que afirma que en la cantidad de polvillo con saponina resultado de la escarificación del grano de quinua INIAP Tunkahuan e INIAP Pata de venado no influyen los
26
factores variedad, tiempo de escarificación o humedad del grano; mientras que en la hipótesis alternativa afirma que en la cantidad de polvillo con saponina resultado de la escarificación del grano de quinua INIAP Tunkahuan e INIAP Pata de venado influyen los factores variedad, tiempo de escarificación o humedad del grano. En el análisis de la varianza para la variable peso del residuo de grano escarificado de quinua
(Cuadro 14), se determinó que para los factores variedad, tiempo de escarificación y humedad,
así como también la interacción variedad-tiempo de escarificación se obtuvo que los valores
son altamente significativos, por lo tanto se acepta la hipótesis alternativa afirmando que los
tres factores en estudio intervienen de manera directa sobre el peso del residuo que se
obtiene al escarificar el grano de quinua de las dos variedades, mientras que las interacciones
variedad-humedad, tiempo de escarificación-humedad y variedad-tiempo de escarificación-
humedad no presentan significancia estadística, por lo que se acepta la hipótesis nula puesto
que estas interacciones no influyen en el peso del residuo del grano escarificado.
Elaborado por: Autora
Figura 4: Prueba de significancia (SCHEFFÉ 5%) aplicada a los promedios peso de residuo de grano escarificado (g) de dos variedades de quinua.
La figura 4, indica los promedios de los pesos de residuos de grano escarificado, mismos que
según SCHEFFÉ al 5%, muestran siete rangos, siendo los mejores promedios los que presentan
rangos a tal es el caso de los tratamientos v1t0h2 y v2t0h2 (testigos), los mismo que presentaron
promedios de 0 g esto se debe a que las muestras no fueron escarificadas, por lo tanto no
existió ningún residuo, así que los mejores rangos en esta investigación son los b que
corresponden a los tratamientos v1t1h1 y v1t1h2 y rango c en el tratamiento v2t1h1, estos
reportaron promedios de 12.33 g, 13.33 g y 17,33 g respectivamente, para los demás
tratamientos lo rangos de significancia son bajos y se encuentran desde el rango d (19,33 g),
27
por tal razón los demás valores de peso de residuo de grano (g) son elevados, es decir,
representan una pérdida significante del peso del grano.
4.3. Cantidad de proteína perdida por kilogramo de grano escarificado en dos variedades
de quinua (Chenopodium quinoa W.)
En el análisis de la cantidad de proteína perdida por kilogramo de grano escarificado se
estudiaron 14 tratamientos con 3 repeticiones donde el promedio general fue de 72,56 g, el
coeficiente de variación fue del 5,94% (Cuadro 15) valor que permite observar que su
distribución está dentro del porcentaje establecido por Sánchez (2010), mismo que indica que
mientras la fase experimental sea bajo condiciones controladas, es decir, en laboratorios o
invernaderos, el coeficiente de variación debe ser alrededor del 5%.
Cuadro 15: Coeficiente de variación obtenido en la variable cantidad de proteína perdida por kilogramo de grano escarificado.
Variable N R R Aj CV Promedio
Cantidad de proteína perdida (g) 42 0,99 0,99 5,94 72,56
Elaborado por: Autora
Cuadro 16: Análisis de varianza para la cantidad de proteína perdida (g) por kilogramo de grano, producto de la escarificación en el estudio de la “Influencia de la escarificación seca sobre el contenido proteínico total en dos variedades de quinua (Chenopodium quinoa W.)”.
Fuentes de variación gl CM
TOTAL 41 TRATAMIENTOS 13 Variedad 1 109,75*
Tiempo de Escarificación 2 21105,62**
Humedad 1 166,49**
Variedad x Tiempo de escarificación 2 78,97*
Variedad x Humedad 1 2,48ns
Tiempo de Escarificación x Humedad 2 2,78ns
Variedad x Tiempo de escarificación x Humedad 2 8,19ns
REPETICIONES 2 5,38
ERROR EXPERIMENTAL 22 18,57 Significancia: P>0.05 = ns; P<0,05 = *; P<0,01 = **
Elaborado por: Autora
Planteada la hipótesis nula que afirma que en la cantidad de proteína que se pierde en el proceso de escarificación seca de quinua INIAP Tunkahuan e INIAP Pata de venado no influyen los factores variedad, tiempo de escarificación o humedad del grano; mientras que la hipótesis alternativa afirma que en la cantidad de proteína perdida durante el proceso de escarificación
28
seca de quinua INIAP Tunkahuan e INIAP Pata de venado influyen los factores variedad, tiempo de escarificación o humedad del grano. En el análisis de varianza para la cantidad de proteína perdida por kilogramo de grano
escarificado (Cuadro 16), se determinó que para el factor variedad, así como para la
interacción variedad-tiempo de escarificación existe significancia estadística, además para los
factores tiempo de escarificación y humedad se presentaron valores que demuestran alta
significancia estadística razón por la cual se acepta la hipótesis alternativa afirmando que estos
factores tienen relación directa o influyen sobre la cantidad de proteína perdida por cada
kilogramo de grano, mientras que las interacciones variedad-humedad, tiempo de
escarificación-humedad y variedad-tiempo de escarificación-humedad dieron resultados no
significativos aceptando la hipótesis nula en la que demuestra que tales factores no
intervienen en los resultados obtenidos.
Según Bacigalupo y Tapia (1990), uno de los inconvenientes del método de escarificación seca,
es el elevado contenido de proteína que se elimina en el polvillo resultado de la escarificación.
Esto, debido a que el mayor contenido de estos elementos se encuentra en el embrión, que
por la morfología del grano de quinua, se encuentra expuesto al proceso de escarificación
(Nieto & Valdivia, 2001). Durante la escarificación la exposición a la fricción con los medios
abrasivos para extraer la saponina, dan como resultado pérdidas de embrión disminuyendo el
contenido proteico del grano (Veas et al., 2001)
Elaborado por: Autora
Figura 5: Prueba de significancia (SCHEFFÉ 5%) aplicada a los promedios de las cantidades de proteína perdida (g) por kilogramo de grano escarificado en dos variedades de quinua.
29
La figura 5, indica los promedios de las cantidades de proteína perdida por kilogramo de grano
escarificado, mismos que según SCHEFFÉ al 5% muestra cinco rangos, siendo los mejores
promedios los que presentan rangos como es el caso de los tratamientos v1t0h2 y v2t0h2
(testigos) los mismos que presentan valores de 0 g, esto se debe a que los testigos no
perdieron proteína ya que estas muestras no fueron escarificadas, por esa razón se consideran
a los rangos b como los mejores tratamientos siendo así los casos de v1t1h1, v1t1h2, v2t1h1 y
v2t1h2, que reportaron promedios 39.73 g, 42.70 g, 49.02 g y 54.51 g respectivamente, para los
demás tratamientos los rangos de significancia son bajos y se encuentran desde el rango c
(88.79 g), por lo tanto los demás valores de cantidad de proteína perdida por kilogramo de
grano escarificado son elevados, es decir representan una pérdida significativa de proteína.
Elaborado por: Autora
Figura 6: Regresión lineal aplicada a los promedios de la variable cantidad de proteína perdida por kilogramo de grano a diferentes tiempos de escarificación.
La ecuación de regresión lineal estimada para las variables cantidad de proteína perdida por
kilogramo de grano escarificado y tiempo de escarificación, de acuerdo al coeficiente de
determinación R2=0,9659 se puede indicar que el 96% de las variaciones que ocurren en la
perdida de proteína se explican por las variaciones de la variable tiempo de escarificación.
30
4.4. Cantidad de proteína por kilogramo de grano escarificado de dos variedades de
quinua (Chenopodium quinoa W.)
En el análisis de la cantidad de proteína por kilogramo de grano escarificado se estudiaron 14
tratamientos con 3 repeticiones donde el promedio general fue de 92,44 g, el coeficiente de
variación fue del 4,66% (Cuadro 17) valor que permite observar que su distribución está dentro
del porcentaje establecido por Sánchez (2010), mismo que indica que mientras la fase
experimental sea bajo condiciones controladas, es decir, en laboratorios o invernaderos, el
coeficiente de variación debe ser alrededor del 5%.
Cuadro 17: Coeficiente de variación obtenido en la variable cantidad de proteína (g) por kilogramo de grano escarificado.
Variable N R R Aj CV Promedio
Cantidad de proteína presente en el grano (g) 42 0,99 0,99 4,66 92,44
Elaborado por: Autora
Cuadro 18: Análisis de varianza para la cantidad de proteína (g) por kilogramo de grano
escarificado en el estudio de la “Influencia de la escarificación seca sobre el contenido
proteínico total en dos variedades de quinua (Chenopodium quinoa W.)”.
Fuentes de variación gl CM
TOTAL 41 TRATAMIENTOS 13 Variedad 1 7497,71**
Tiempo de Escarificación 2 21118,65**
Humedad 1 166,49**
Variedad x Tiempo de escarificación 2 79,33*
Variedad x Humedad 1 2,48ns
Tiempo de Escarificación x Humedad 2 2,78ns
Variedad x Tiempo de escarificación x Humedad 2 8,19ns
REPETICIONES 2 5,44
ERROR EXPERIMENTAL 22 18,56 Significancia: P>0.05 = ns; P<0,05 = *; P<0,01 = **
Elaborado por: Autora
Planteada la hipótesis nula que afirma que en el contenido de proteína presente en el grano
después del proceso de escarificación seca de las variedades de quinua INIAP Tunkahuan e
INIAP Pata de venado no influyen los factores variedad, tiempo de escarificación o humedad
del grano; mientras que la hipótesis alternativa afirma que el contenido de proteína presente
en el grano después del proceso de escarificación seca de las variedades de quinua INIAP
Tunkahuan e INIAP Pata de venado influyen los factores variedad, tiempo de escarificación o
humedad del grano.
31
En el análisis de la varianza para la variable cantidad de proteína presente por kilogramo de
grano (Cuadro 18), se determinó que existen diferencias altamente significativas en cuanto los
factores variedad, tiempo de escarificación y humedad, así como también se obtuvo
significancia estadística para la interacción variedad-tiempo de escarificación aceptando así la
hipótesis alternativa debido a que estos factores tienen relación directa sobre la cantidad de
proteína por kilogramo de grano escarificado. Mientras que no existen diferencias
significativas en las interacciones variedad-humedad, tiempo de escarificación-humedad y
variedad-tiempo de escarificación-humedad aceptando así la hipótesis nula.
v1t0h2=177g de proteína (100%) por kilogramo de grano v2t0h2=153,10 g de proteína (100%) por kilogramo de grano
Elaborado por: Autora
Figura 7: Prueba de significancia (SCHEFFÉ 5%) aplicada a los promedios de las cantidades de
proteína (g) por kilogramo de grano escarificado en dos variedades de quinua.
La figura 7, indica los promedios de las cantidades de proteína por kilogramo de grano
escarificado, mismos que según SCHEFFÉ al 5% muestra siete rangos, siendo los mejores
promedios los que presentan rangos a tal es el caso del tratamiento v1t0h2 (testigo), el rango b
en los tratamientos v1t1h1 y v2t0h2 (testigo), que reportaron promedios de 177.70 g, 137.26 g y
153.10 g respectivamente, y rango c en el tratamiento v1t1h2 con un promedio 134.30 g, para
los demás tratamientos los rangos de significancia son bajos y se encuentran desde el rango d
(103.97 g), por lo tanto los demás valores de cantidad de proteína por kilogramo de grano
escarificado son bajos.
32
5. CONCLUSIONES
La menor cantidad de proteína perdida durante el proceso de escarificación seca fue en el caso de la variedad INIAP Tunkahuan en el tratamiento v1t1h1 (10% humedad - 30 segundos de escarificación) donde se obtuvo 39,73 g de proteína perdida por kilogramo de grano escarificado y para la variedad INIAP Pata de venado se consiguió el menor valor en el tratamiento v2t1h1 con 49,02 g de proteína perdida por kilogramo de grano escarificado (10% humedad - 30 segundos de escarificación), es decir, que las menores cantidades de proteína se reportaron a menor tiempo de escarificación y a menor humedad de grano.
Para la cantidad de proteína perdida por kilogramo de grano durante el proceso de escarificación, en el factor humedad se reportó alta significancia estadística, es decir, que los porcentajes de humedades de grano (10% y 12%) establecidos para las variedades INIAP Tunkahuan e INIAP Pata de venado influyeron sobre los valores de proteína perdida.
Al evaluar la influencia del proceso de escarificación seca de dos variedades de quinua (Chenopodium quinoa Willd) en el contenido de proteína total, se concluye que debido a la fricción que ocurre entre las semillas durante el proceso de escarificación, se pierde cantidades de proteína, por lo tanto todo depende del tiempo que dure el proceso, a menor tiempo de escarificación existe un menor desgaste de la capa externa de la semilla que contiene saponina, por lo tanto se conserva mayor cantidad de proteína en el grano.
Los porcentajes de saponina de las variedades INIAP Tunkahuan e INIAP Pata de venado son relativamente bajas 0,06 y 0,05% respectivamente, así lo afirma Peralta (2009), razón por la cual en el ámbito industrial es factible desaponificar mediante un escarificador durante un periodo corto de tiempo para obtener la mínima perdida de proteína, sin embargo, al poseer cantidades tan bajas de saponina la perdida de proteína es inevitable por este método, sería factible desaponificar con otros métodos que no impliquen la fricción y desgaste del grano durante el proceso.
33
6. RECOMENDACIONES
Se recomienda que para futuras investigaciones en diferentes variedades de quinua
(dulce), los tiempos de escarificación no sobrepasen los 60 segundos del
procedimiento, esto con el fin de evitar el desgaste del embrión y como tal la pérdida
de valiosa proteína.
Se sugiere desarrollar el proceso de escarificación seca principalmente en variedades
de quinua amarga, ya que en estas variedades la capa de saponina que recubre al
grano es más gruesa y por lo tanto se requiere mayor tiempo de escarificación para su
extracción.
Se recomienda en el caso de variedades de quinua de bajo contenido de saponina
realizar la desaponificación mediante un método combinado, el mismo que consiste en
una mínima escarificación seguida de un lavado para retirar del grano los residuos de
saponina.
Se recomienda para la desaponificación de quinua en grandes cantidades, que el
proceso de escarificación sea eficiente, con la finalidad de evitar perder proteína que a
su vez representa pérdida de peso en el grano, ya que esto implica pérdidas
económicas significativas, es decir, que si el valor de la tonelada de quinua es 3000
USD aproximadamente se puede llegar a perder un monto de 355,98 USD/Tm
resultado de la escarificación seca.
34
7. RESUMEN
A nivel mundial la quinua es valorada como el único alimento de origen vegetal que posee
todos los aminoácidos esenciales, oligoelementos, vitaminas, además se diferencia de lo
cereales por no contener gluten. Este producto es una gran fuente de calcio, hierro y vitamina
B (PRO ECUADOR, 2015).
Actualmente en el país están vigentes solamente estas dos variedades de quinua, INIAP
Tunkahuan e INIAP Pata de venado las mismas que contienen 13,9 y 16,28 % de proteína,
correspondientemente.
Uno de los limitantes del consumo del grano de quinua es sin duda, el contenido de saponinas,
glicoalcaloides que se encuentran en la cubierta del mismo y que le dan un sabor amargo que
impide que su consumo sea directo. Por lo tanto antes del consumo se debe extraer la
saponina, un método eficaz es la escarificación seca la misma que consiste en someter el grano
a un proceso de fricción para eliminar las capas periféricas que contienen las saponinas
(Episperma). Los granos de quinua son sometidos a un proceso combinado de efecto abrasivo
y golpeado, con paletas giratorias sobre tamices estacionarios, los que recogen y separan el
polvillo de saponina de los granos (Tapia, 2000).
En el presente trabajo de investigación se planteó evaluar la influencia del proceso de
escarificación sobre la cantidad de proteína de la quinua, a diferentes tiempos de
escarificación (0.5, 1 y 1.5 min) y humedades (10 y 12%) en las dos variedades de quinua
vigentes en el Ecuador, INIAP Tunkahuan e INIAP Pata de venado, tal investigación fue
desarrollada en los laboratorios de Nutrición y Calidad de alimentos de la Estación
Experimental Santa Catalina del INIAP, en Cutuglagua provincia de Pichincha.
Las variables evaluadas fueron peso de grano escarificado, peso del residuo del grano
escarificado, cantidad de proteína perdida por kilogramo de grano escarificado y cantidad de
proteína por kilogramo de grano escarificado, donde se utilizó un Diseño Completamente al
Azar (DCA), en el mismo que se usaron un total de catorce tratamientos dos de los cuales son
testigos, cada uno con tres repeticiones.
Se reportaron pérdidas de proteína y peso en las dos variedades de quinua durante el proceso
de escarificación seca.
En cuanto a pérdida de proteína los mínimos valores en el caso de la variedad INIAP
Tunkahuan fue de 39 g de un total de proteína de 177 g/kg de quinua y en el caso de la
variedad INIAP Pata de venado el promedio que presentó el valor más bajo fue de 49,28 g de
un total de 153 g de proteína contenida en un kg de grano de quinua, estos resultados se
obtuvieron a 10% de humedad del grano con una duración del proceso de escarificación de 0,5
min.
Para evaluar pérdida de peso en la variedad INIAP Tunkahuan se procesaron muestras de 100
g de grano donde el menor valor obtenido fue de 12,33 g (v1t1h1) y en la variedad INIAP Pata
35
de venado fue de 17,33 g (v2t1h1), tales valores para las dos variedades se han obtenido a 10%
de humedad del grano con una duración del proceso de escarificación de 0,5 min.
Por lo tanto, se pudo concluir que los mínimos valores de pérdidas en cuanto a proteína y peso
de grano de quinua se obtuvieron a menor tiempo de escarificación (30 segundos) y a menor
humedad de grano (10%).
Razón por la cual se recomienda que el proceso de escarificación seca para extraer la saponina
en el caso de las dos variedades en estudio, sea durante periodos de tiempos mínimos (>30
segundos) con la finalidad de realizar un ligero desgaste del episperma del grano para evitar la
pérdida innecesaria de proteína de la quinua.
36
SUMMARY
Quinoa is valued worldwide as the only vegetable food that has all the essential amino acids,
trace elements, vitamins, and is different from cereals because it contains no gluten. This
product is a great source of calcium, iron and vitamin B (PRO ECUADOR, 2015).
Currently in the country, only these two varieties of quinoa, “INIAP Tunkahuan” and “INIAP
Pata de venado”, are in force, which contain 13.9 and 16.28% of protein, correspondingly.
One of the limitations of the consumption of the quinoa grain is undoubtedly the content of
saponins, glycoalkaloids that are on the cover of the same and give a bitter taste that prevents
their consumption is direct. Therefore saponin must be extracted before consumption, an
effective method is dry scarification, which consists in subjecting the grain to a friction process
to remove the peripheral layers containing the saponins (Episperma). The quinoa grains are
subjected to a combined abrasive and beaten process, with rotating blades on stationary
sieves, which collect and separate the saponin dust from the grains (Tapia, 2000).
In the present study, the influence of the scarification process on the amount of quinoa
protein at different scarification times (0.5, 1 and 1.5 min) and humidities (10 and 12%) in the
two varieties of Quinoa in force in Ecuador, “INIAP Tunkahuan” and “INIAP Pata de venado”,
such research was carried out in the food and nutrition laboratories of the “Estación
Experimental Santa Catalina del INIAP” in “Cutuglagua” province of “Pichincha”.
The variables evaluated were: scarified grain weight, scarified grain residue weight, amount of
protein lost per kilogram of scarified grain and amount of protein per kilogram of scarified
grain, where a completely randomized block design (DBCA) was used, in the same that a total
of fourteen treatments were used, two of which are witnesses, each with three replicates.
Protein and weight losses were reported in the two quinoa varieties during the dry
scarification process.
Regarding protein loss, the minimum values in the case of the “INIAP Tunkahuan” variety were
39 g of a total protein of 177 g / kg of quinoa and in the case of the variety “INIAP Pata de
venado” the average that presented the value lower was 49.28 g of a total of 153 g protein
contained in a kg of quinoa grain, these results were obtained at 10% grain moisture with a
duration of the scarification process of 0.5 min.
In order to evaluate weight loss in the variety “INIAP Tunkahuan”, samples of 100 g of grain
were processed where the lowest value was 12.33 g (v1t1h1) and “INIAP Pata de venado”
variety was 17.33 g (v2t1h1), such values for the two varieties were obtained at 10% moisture of
the grain with a duration of the scarification process of 0.5 min.
Therefore, it was possible to conclude that the minimum values of losses in protein and weight
of quinoa grain were obtained at a shorter scarification time (30 seconds) and at lower grain
moisture (10%).
37
Reason why it is recommended that the dry scarification process to extract the saponin in the
case of the two varieties under study, or during periods of minimum time (> 30 sec) in order to
perform a slight wear of the episperm of the grain Avoid unnecessary loss of quinoa protein.
38
8. REFERENCIAS
ALADI. (2013). Memoria del seminario Internacional: Quinua: Un aliado para la erradicación del
hambre. Montevideo, Uruguay: FAO. disponible en URL:
http://www.aladi.org/nsfaladi/estudios.nsf/31BE57B67F0C00CE03257C27004CFC4D/$FILE/Lib
ro_Quinua_Seminario.pdf[consulta 14 de Diciembre del 2016]
Albarran, R. (1993). Estudio de algunos componentes químicos, caracteres morfoanatòmicos y
patrones proteicos en semillas de dos ecotipos de quínoa (Chenopodium quinoa Willd)). Chile:
PROLEC.
AOAC. (1996). Official Methods of Analysis. disponible en URL:
http://www.aoac.org/iMIS15_Prod/AOAC/Home/AOAC_Member/Default.aspx?hkey=8fc2171
a-6051-4e64-a928-5c47dfa25797[consulta 14 de Diciembre del 2016]
Apaza, V., Cáceres, G., Estrada, R., & Pinedo, R. (2013) Catálogo de variedades comerciales de
quinua en el Perú. Perú: FAO. disponible en URL: http://www.fao.org/3/a-as890s.pdf[consulta
14 de Diciembre del 2016]
Bojanic, A. (2011). La quinua: cultivo milenario para contribuir a la seguridad alimentaria
mundial. Italia: FAO. disponible en URL:
http://www.fao.org/fileadmin/templates/aiq2013/res/es/cultivo_quinua_es.pdf[consulta 14
de Diciembre del 2016]
Bonifacio, A. (2006). El futuro de los productos andinos en la región alta y los valles centrales
de los Andes. Bolivia: ONUDI. disponible en URL:
http://www.unido.org/fileadmin/import/58567_granos_final.pdf[consulta 14 de Diciembre del
2016]
Braverman, J., & Berk, Z. (1980). Introducción a la Bioquímica de Alimentos. México: El Manual
Moderno.
Cervilla, N., Mufari, J., Calandri, E., & Guzman, C. (2010). Determinación del contenido de
aminoácidos en harinas de quinoa de origen argentino. Evaluación de su calidad proteica.
Argentina: ICTA. disponible en URL:
http://www.revistasan.org.ar/pdf_files/trabajos/vol_13/num_2/RSAN_13_2_107.pdf[consulta
14 de Diciembre del 2016]
D' Antonino, R., Texeira, M., Marques, J., Ribeiro, A., & Pereira, F. (1993). Manual de manejo
poscosecha de granos a nivel rural. Santiago, Chile: FAO. disponible en URL:
http://www.fao.org/docrep/x5027s/x5027S00.htm#Contents[consulta 14 de Diciembre del
2016]
Meyhuay M. (1997). Quinua operaciones de poscosecha. Italia: FAO. disponible en URL:
http://www.fao.org/3/a-ar364s.pdf[consulta 14 de Diciembre del 2016]
39
FAO. (2011). La quinua: cultivo milenario para contribuir a la seguridad alimentaria mundial.
Italia: Autor. disponible en URL:
http://www.fao.org/fileadmin/templates/aiq2013/res/es/cultivo_quinua_es.pdf[consulta 14
de Diciembre del 2016]
Gandarillas, H. (1968). Razas de quinua. Boletín Experimental Nº 34. Ministerio de Agricultura.
La Paz. Bolivia.
George, A. (1965). Legal status and toxicity of saponins: Food and Cosmetics Toxicology. USA.
Giusti, K. (1970). El género Chenopodium en Argentina: Número de cromosomas. Argentina:
Darwiniana.
Gómez, L., & Aguilar, E. (2016). Guía de cultivo de la quinua. Lima, Perú: FAO. disponible en
URL: http://www.fao.org/3/a-i5374s.pdf[consulta 14 de Diciembre del 2016]
INIAP. (2009). Estación Experimental Santa Catalina, Programa Nacional de Leguminosas y
Granos Andinos. Quito, Ecuador: Autor.
Jacobsen, S. E., & Sherwood, S. (2002). Cultivos de granos andinos en Ecuador: Informe sobre
los rubros quinua, chocho y amaranto. Quito, Ecuador: Abaya - Ayala.
Lozano, M., Carrasco, C., Flores, Y., & Almanza, G. (2012). Cuantificación de saponinas en
residuos de quinua real (Chenopodium quinoa Willd). Bolivia.
Mazón, N., Peralta, E., Subía, C., & Rivera, M. (2008). INIAP Pata de Venado (Taruka chaki)
Variedad de quinua, precoz y de grano dulce. Ecuador: INIAP.
Nieto, C. (2013). La significación de los cultivos andinos para la seguridad alimentaria de los
pueblos andinos y del mundo: un análisis en el escenario socio - ambiental actual. Ecuador:
INIAP.
Nieto, C., & Vimos, C. (1992). La quinua, cosecha y poscosecha algunas experiencias en
Ecuador. Ecuador: INIAP. disponible en URL:
http://balcon.magap.gob.ec/mag01/magapaldia/Quinua/pdf%20publicaciones/18-
1992_quinua_cosecha_poscosecha.pdf[consulta 14 de Diciembre del 2016]
Nieto, C., Vimos, C., Monteros, C., Caicedo, C., & Rivera, M. (1992). INIAP INGAPIRCA E INIAP
TUNKAHUAN dos variedades de quinua de bajo contenido de saponina. Ecuador: INIAP.
Peralta, E. (1985). La Quinua. Un gran alimento y su utilización. Ecuador: INIAP.
Peralta, E. (2009). La quinua en Ecuador. “Estado del Arte”. Quito, Ecuador: INIAP. disponible
en URL:
http://www.iniap.gob.ec/nsite/images/documentos/ESTADO%20DEL%20ARTE%20QUINUA%2
02.pdf[consulta 14 de Diciembre del 2016]
Peralta, E., Mazón, N., Murillo, A., Rivera, M., Rodríguez, D., Lomas, L., y otros. (2012). Manual
agrícola de granos andinos: chocho, quinua, amaranto y ataco. Quito, Ecuador: INIAP.
40
disponible en URL:
http://www.iniap.gob.ec/nsite/images/documentos/MANUAL%20AGRICOLA%20GRANOS%20
ANDINOS%202012.pdf[consulta 14 de Diciembre del 2016]
Prego, I., Maldonado, S., & Otegui, M. (1998). Seed Structure and Localization of Reserves. USA:
OXFORD.
Primo, E. (1979). Química Agrícola III Alimentos. España: Alambra S.A.
PRO ECUADOR. (2015). Análisis sectorial. Quinua. Ecuador. disponible en URL:
http://quinua.pe/wp-content/uploads/2016/04/PROEC_AS2015_QUINUA.pdf[consulta 14 de
Diciembre del 2016]
PROMUEVE. (2010). Perfil producto quinua y derivados. Bolivia: Autor. disponible en URL:
http://www.promueve.gob.bo/DocPDF/PerfilProducto/QUINUAYDERIVADOS.pdf[consulta 14
de Diciembre del 2016]
RED LIBRE. (2015). Reporte de inteligencia de mercados: Quinua peruana, “grano de oro” que
va ganando el paladar del mundo. Trujillo, Perú: Autor. disponible en URL:
http://www.agrolalibertad.gob.pe/sites/default/files/PERFIL%20DE%20MERCADOS%20DE%20
LA%20QUINUA%202014-2015.pdf[consulta 14 de Diciembre del 2016]
Reyes, E. (2006). Componente nutricional de diferentes variedades de quinua de la región
Andina. disponible en URL: http://www.unilibre.edu.co/revistaavances/avances-
5/r5_art10.pdf[consulta 14 de Diciembre del 2016]
Sánchez, J. (2010). Introducción al diseño experimental. Quito, Ecuador: INGELSI.
Schmidt, H., Pennacchiotti, I., Masson, L., & Mella, M. (1992). Tabla de Composición Química
de Alimentos Chilenos. Santiago, Chile.
SICA. (2001). Quinua. Quinoa/Cañihua. (Chenopodium quinoa Willd). Perú: Autor.
Tapia, M. (2000). Cultivos andinos subexplotados y su aporte a la alimentación. Santiago, Chile:
FAO. disponible en URL:
https://issuu.com/b.mendozaelizabeth/docs/cultivos_andinos_subexplotados_y_s1[consulta
14 de Diciembre del 2016]
Tapia, M., Gandarillas, H., Alandia, S., Cardozo, A., Mujica, A., Ortiz, R., y otros. (1979). La
quinua y la kañiwa. Cultivos Andinos. Bogotá, Colombia: IICA.
Veas, E., Cortes, H., & Jara, P. (2001). Procesamiento y manejo de postcosecha del grano de
quínoa. Bolivia: ENSA.
Wahli, C. (1990). Quinua: hacia su cultivo comercial. Quito, Ecuador: Latinreco S.
41
9. ANEXOS
Anexo 1: Variedades en estudio: Fotografía 1: Variedad INIAP Tunkahuan; Fotografía 2: Variedad INIAP Pata de venado.
Fotografía 1: Variedad INIAP Tunkahuan
Fotografía 2: Variedad INIAP Pata de venado.
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Anexo 2: Manejo de muestras para determinar humedad: Fotografía 3: Preparación de submuestras de grano; Fotografía 4: Preparación de 3 gramos de submuestra.
Fotografía 3: Preparación de submuestras de grano
Fotografía 4: Preparación de 3 gramos de submuestra
43
Anexo 3: Determinación de humedad del grano de quinua: Fotografía 5: Equipo determinador de humedad de grano.
Fotografía 5: Equipo determinador de humedad de grano.
Anexo 4: Preparación de muestras para secar: Figura 6: Pesaje de muestras para proceder a secar; Figura 7: Funda de malla con grano de quinua listo para secar.
Fotografía 6: Pesaje de muestras para proceder a secar.
44
Fotografía 7: Funda de malla con grano de quinua listo para secar.
Anexo 5: Muestras con 10- 12 % de humedad: Fotografía 8: Muestra de 1200 gramos de grano al 10% de humedad; Fotografía 9: Muestras de la variedad INIAP Tunkahuan e INIAP Pata de venado al 10 % de humedad.
Fotografía 8: Muestra de 1200 gramos de grano al 10% de humedad
45
Fotografía 9: Muestras de la variedad INIAP Tunkahuan e INIAP Pata de venado al 10 % de humedad.
Anexo 6: Proceso de escarificación seca: Fotografía 10: Preparación de muestras de 100 gramos para escarificar; Fotografía 11: Escarificadora 17812-SS; Fotografía 12: Escarificación de muestras de 100 gramos de quinua; Fotografía 13: Muestras de grano escarificado y polvillo resultante de la escarificación.
Fotografía 10: Preparación de muestras de 100 gramos para escarificar
46
Fotografía 11: Escarificadora 17812-SS.
Fotografía 12: Escarificación de muestras de 100 gramos de quinua.
48
Anexo 7: Protocolo para la determinación de humedad (Método de referencia AOAC: 1996).
FUNDAMENTO
Se basa en la determinación de la cantidad de agua existente en la muestra. Se realiza para poder expresar los resultados en base seca. Por diferencia se obtiene el contenido de materia seca en la muestra.
EQUIPOS Y MATERIALES
Estufa Balanza analítica Crisoles Pinza metálica Espátula Desecador PROCEDIMIENTOS
Lavar los crisoles con agua destilada, secar en una estufa a 105°C por 8 horas, sacar en un desecador y una vez frio pesar.
Pesar de 1 a 2 gramos de muestra molida en los crisoles.
Llevar a la estufa de 105°C por 12 horas.
Sacar los crisoles en el desecador hasta que este frío y se pesa.
CÁLCULOS
DONDE
PC= Peso crisol
PCMH= Peso crisol con la muestra húmeda.
PCMS= Peso crisol con la muestra seca.
Fuente: Departamento de Nutrición y Calidad de EESC. INIAP
49
Anexo 8: Protocolo para determinación de proteína. (Método de referencia AOAC: 2001.11)
PRINCIPIO
Mediante digestión caliente con H2SO4 concentrado y catalizador, el nitrógeno amínico, imínico y de otros tipos que contiene la muestra se convierte en (NH4)2SO4, que posteriormente por acción de un álcali fuerte (NaOH) se descompone liberando amoníaco (NH3) que se destila y se recoge en ácido bórico. Finalmente el ácido proporcional a la cantidad de nitrógeno es valorado por retroceso con un ácido normalizado y a partir de la cantidad de ácido que ha reaccionado con el amoníaco, se calcula la cantidad de nitrógeno que mediante multiplicación por un factor, se obtiene la cantidad de proteína bruta.
EQUIPO Y MATERIALES:
Destilador Kjeldahl Bloque digestor Sorbona Balanza Analítica Bureta Erlenmeyer 250 ml Tubos Kjeldahl Gradilla REACTIVOS
Ácido sulfúrico concentrado GR. Ácido sulfúrico 0,05 N Solución de ácido bórico con indicador 2% Verde de bromo cresol Rojo de metilo Catalizador (K2SO4, CuSO4, SeO) Hidróxido de sodio 10N PROCEDIMIENTO
Digestión:
Pesar en papel libre de nitrógeno 0,2 gramos de muestra molida, seca y tamizada.
Adicionar 2.2 gramos de mezcla de catalizadores y añadir 5 ml de ácido sulfúrico concentrado.
Mezcla catalizadora: Pesar 400g de K2SO4, 40g de CuSO4 (secar durante 2 horas a 105°C) y 40g de SeO, moler cada compuesto utilizando un mortero, mezclar y mantener en un ambiente seco.
Calentar en la unidad digestora a 100°C durante 10 minutos y por el mismo tiempo incrementar la temperatura en rangos de 100°C hasta 400°C, subir a 450°C por 10 minutos y parar el proceso.
Dejar enfriar y añadir 25 ml de agua destilada.
50
Destilación
Colocar el tubo Kjeldahl y un matraz que contenga 20ml la solución de ácido bórico con indicador en el equipo de destilación.
Solución de ácido bórico 2%: Pesar 40g de ácido bórico, disolver en 1000ml de agua destilada, si es necesario calentar y aforar en un balón de 2000ml. Agregar 50ml de mezcla de indicador.
Mezcla de indicadores: Pesar 0.396g de verde de bromo cresol y 0.264g de rojo de metilo, disolver y aforar a 500ml en Etanol al 95%.
Presionar start y adicional 25 ml en el tubo de NaOH 10N.
NaOH 10N: Pesar 400g de NaOH en un recipiente de plástico, disolver con agua destilada a baño térmico y llevar a 1000ml en un balón aforado.
Dejar 3 a 5 minutos o hasta que recoja 150ml de destilado aproximadamente.
Titulación
Titular el destilado con ácido sulfúrico 0.05 N (estandarizado) hasta el cambio de color de verde a rosado.
H2SO4 0.05 N: Tomar 2.75 ml de H2SO4 concentrado, llevar a 2000ml con agua destilada y estandarizar la solución.
Repetir la titulación con dos blancos.
CÁLCULOS
DONDE
Vm= ml de H2SO4 estandarizado consumidos por la muestra.
Vb= ml de H2SO4 estandarizado consumidos por el blanco.
N= Normalidad exacta del ácido sulfúrico.
14= Peso equivalente del nitrógeno.
P= Gramos de la muestra.
10= Factor de conversión a porcentaje.
Fuente: Laboratorio de Nutrición Animal de la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Central del Ecuador.
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RESULTADOS ANALÍTICOS
Identificación de muestra
T1R1
T2R1
T3R1
T4R1
T5R1
T6R1
T7R1
T8R1
T9R1
T10R1
T11R1
T12R1
T13RI
T14R1
Proteína (%)
17,7
31,5
31,7
34,7
35,0
33,3
35,9
15,3
28,5
28,6
25,8
29,9
30,2
30,0
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RESULTADOS ANALÍTICOS
Identificación de muestra
T13R2
T14R2
T2R3
T3R3
T4R3
T5R3
T6R3
T7R3
T9R3
T10R3
T11R3
T12R3
T13R3
T14R3
Proteína (%)
28,2
28,5
31,5
31,8
34,2
34,6
34,5
34,9
28,2
27,6
30,4
31,0
29,8
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T2R2
T3R2
T4R2
T5R2
T6R2
T7R2
T9R2
T10R2
T11R2
T12R2
Proteína (%)
10,7
11,3
11,1
9,6
33,6
32,6
34,9
35,7
34,1
34,6
28,1
28,3
29,7
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